【文章內(nèi)容簡介】 應(yīng) 用 類 型 是 否 為 新 應(yīng) 用 重 要 性 停 機(jī) 成 本 可 接 受 的 M T B F 可 接 受 的 M T T R 吞 吐 量 目 標(biāo) 時 延 必 須 小 于 時延變化量必 須小 于 備 注 第 4章 網(wǎng)絡(luò)需求分析 解放軍理工大學(xué)計(jì)算機(jī)系 陳鳴：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì) 29 要點(diǎn) 1. 分析網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用目標(biāo) 2. 分析網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用約束 3. 網(wǎng)絡(luò)分析的技術(shù)指標(biāo) 4. 因特網(wǎng)流量的特點(diǎn) 5. 分析網(wǎng)絡(luò)流量 6. 網(wǎng)絡(luò)工程案例教學(xué) ? 第 4章 網(wǎng)絡(luò)需求分析 十大觀察 ? 在過去 15年內(nèi)，許多研究人員通過對因特網(wǎng)流量進(jìn)行了較為細(xì)致的分析和研究，揭示了因特網(wǎng)基本行為和特性的十大規(guī)律 ? 了解這些規(guī)律對于我們把握設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的一般規(guī)律是有幫助的 解放軍理工大學(xué)計(jì)算機(jī)系 陳鳴：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì) 30 第 4章 網(wǎng)絡(luò)需求分析 解放軍理工大學(xué)計(jì)算機(jī)系 陳鳴：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì) 31 觀察結(jié)果 1 ?因特網(wǎng) 的通信量連續(xù)地在變化著 – 因特網(wǎng) 通信量增長速率很快 – 不僅是通信量，而且通信量的組成、協(xié)議、應(yīng)用以及用戶等，都在改變 – 對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)收集的數(shù)據(jù)僅僅是在 因特網(wǎng) 的演化過程中的一個快照 – 不能把通信量的結(jié)構(gòu)視為不變的 第 4章 網(wǎng)絡(luò)需求分析 解放軍理工大學(xué)計(jì)算機(jī)系 陳鳴：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì) 32 觀察結(jié)果 2 ?表征聚合的網(wǎng)絡(luò)流量的特點(diǎn)很困難 – 因特網(wǎng) 的異構(gòu)特性 – 存在大量的、不同類的應(yīng)用 – 多種協(xié)議、多種接入技術(shù)和接入速率、用戶行為隨時間的變化，以及 因特網(wǎng) 本身隨時間變化 第 4章 網(wǎng)絡(luò)需求分析 解放軍理工大學(xué)計(jì)算機(jī)系 陳鳴：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì) 33 觀察結(jié)果 3 ?網(wǎng)絡(luò)流量的“鄰近相關(guān)性” (locality)效應(yīng) – 流量的模式遠(yuǎn)非隨機(jī)的 – 流量的結(jié)構(gòu)與用戶在應(yīng)用層發(fā)起的任務(wù)有關(guān)，各分組并非是獨(dú)立的 ?時間上的鄰近相關(guān)性 ?空間上的鄰近相關(guān)性 ?在主機(jī)級、路由器級和應(yīng)用級都有該效應(yīng) 第 4章 網(wǎng)絡(luò)需求分析 解放軍理工大學(xué)計(jì)算機(jī)系 陳鳴：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì) 34 觀察結(jié)果 4 ?分組流量并非均勻分布的 – 在 因特網(wǎng) 主機(jī)的分組流量很不均勻 – 例如： 10% 的主機(jī)占據(jù)了總流量的 90% (或 2080) – 原因：客戶機(jī)服務(wù)器方式、地理原因等 第 4章 網(wǎng)絡(luò)需求分析 解放軍理工大學(xué)計(jì)算機(jī)系 陳鳴：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì) 35 觀察結(jié)果 5 ?分組長度分布：雙模態(tài) (雙尖峰分布 ) – 許多短分組包括交互式的流量和確認(rèn)。這類分組約占 40% – 許多長分組是批量數(shù)據(jù)文件傳輸類型應(yīng)用。這些分組盡可能長些 (基于 MTU)。這類分組約占 50% – 中等長度的分組很少，僅 10%左右 第 4章 網(wǎng)絡(luò)需求分析 解放軍理工大學(xué)計(jì)算機(jī)系 陳鳴：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì) 36 觀察結(jié)果 6 ?會話的到達(dá)過程是泊松 (Poisson)過程 – 因特網(wǎng) 的最終用戶是人。是這些人獨(dú)立地隨機(jī)發(fā)起對 因特網(wǎng) 的接入 – 例如，用戶向萬維網(wǎng)服務(wù)器請求單個的頁面，就服從于泊松過程 第 4章 網(wǎng)絡(luò)需求分析 解放軍理工大學(xué)計(jì)算機(jī)系 陳鳴：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì) 37 觀察結(jié)果 7 ?最近的研究指出，分組到達(dá)不是泊松分布 – 經(jīng)典的排隊(duì)論和網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)是基于：假定分組的到達(dá)過程是泊松分布 (無記憶的指數(shù)分布 ) – 分組是突發(fā)式到達(dá)的 (分組有成群的特性 ) – 分組到達(dá)的前后有關(guān)聯(lián) – 到達(dá)時間并非指數(shù)分布 – 到達(dá)時間并非獨(dú)立的 第 4章 網(wǎng)絡(luò)需求分析 解放軍理工大學(xué)計(jì)算機(jī)系 陳鳴：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì) 38 觀察結(jié)果 7(續(xù) ) ?分組流量是突發(fā)的 – 平均值可能很低，但峰值可能很高 – 與使用的時間段有關(guān) – 流量可能是自相似的：在較長的時間范圍內(nèi)存在突發(fā)性 – 突發(fā)性難以精確定義 第 4章 網(wǎng)絡(luò)需求分析 解放軍理工大學(xué)計(jì)算機(jī)系 陳鳴：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì) 39 觀察結(jié)果 8 ?多數(shù) TCP 會話是簡短的 – 90%的會話所交換的數(shù)據(jù)少于 10 KB – 90%的交互連接僅持續(xù)幾秒鐘 – 80%的萬維網(wǎng)文檔傳送小于 10 KB 第 4章 網(wǎng)絡(luò)需求分析 解放軍理工大學(xué)計(jì)算機(jī)系 陳鳴：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì) 40 觀察結(jié)果 9 ?流量是雙向的，通常是不對稱的 – 數(shù)據(jù)通常在兩個方向流動 – 兩個方向的數(shù)據(jù)量往往相差很大 – 尤其是下載萬維網(wǎng)的大文件 – 多數(shù)應(yīng)用都使用 TCP/IP 流量 第 4章 網(wǎng)絡(luò)需求分析 解放軍理工大學(xué)計(jì)算機(jī)系 陳鳴：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì) 41 觀察結(jié)果 10 ?在 因特網(wǎng) 的分組流量中， TCP 的份額占絕大部分 – 至今為止 TCP 協(xié)議一直是最重要的協(xié)議 – 即使由于 IP 電話和多播技術(shù)的使用 (這些應(yīng)用是在 UDP 上運(yùn)行 )， TCP 仍占主導(dǎo)地位 – 在可預(yù)見的未來仍是如此 – 正因?yàn)檫@樣，許多研究僅關(guān)注 TCP(和 IP) 第 4章 網(wǎng)絡(luò)需求分析 小結(jié) ? 網(wǎng)絡(luò)需求分析是獲取和確定用戶有效完成工作所需的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和性能水平的過程，對大中型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是必須的 ? 需要從分析網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用目標(biāo)和分析網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用約束入手 ? 需要掌握網(wǎng)絡(luò)分析的技術(shù)指標(biāo)，特別是關(guān)鍵的技術(shù)指標(biāo) 解放軍理工大學(xué)計(jì)算機(jī)系 陳鳴：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì) 42 第 4章 網(wǎng)絡(luò)需求分析 作業(yè) 1. 網(wǎng)絡(luò)需求分析的目標(biāo)是什么？簡述網(wǎng)絡(luò)需求分析的重要性。 2. 試給出主要的網(wǎng)絡(luò)性能參數(shù)，它們的定義和度量的方法。其中哪些網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)更為基本，更易于獲取。 3. 簡述因特網(wǎng)流量特點(diǎn)所反映出的基本規(guī)律。 解放軍理工大學(xué)計(jì)算機(jī)系 陳鳴：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì) 43 第 4章 網(wǎng)絡(luò)需求分析 解放軍理工大學(xué) 計(jì)算機(jī)系教授 陳 鳴 博士 第 4章 網(wǎng)絡(luò)需求分析 回顧 ? 需求分析 ? 問題：設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)為什么要首先確定用戶有效完成工作所需的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和性能水平？ ? 網(wǎng)絡(luò)分析的技術(shù)指標(biāo) ? 問題：列舉幾個你認(rèn)為最重要的網(wǎng)絡(luò)性能技術(shù)指標(biāo) 解放軍理工大學(xué)計(jì)算機(jī)系 陳鳴：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì) 45 第 4章 網(wǎng)絡(luò)需求分析 解放軍理工大學(xué)計(jì)算機(jī)系 陳鳴：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì) 46 要點(diǎn) 1. 分析網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用目標(biāo)