【正文】 點(diǎn)擊Video應(yīng)用后的Discription，選擇Edit，： 編輯Video 配置然后選擇Video Conferencing，點(diǎn)擊Edit，把Traffic Mix(%)的值選擇為All Background，： 設(shè)置All Background增加業(yè)務(wù)后，重新進(jìn)行仿真， 仿真結(jié)果及分析1)網(wǎng)絡(luò)延遲，： 網(wǎng)絡(luò)延遲從圖中可以看出，增加了業(yè)務(wù)后，網(wǎng)絡(luò)延遲明顯增高，達(dá)到了秒級(jí)數(shù)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響。2) 文件服務(wù)器負(fù)載，： 文件服務(wù)器負(fù)載從圖中可以看出，由于增加了節(jié)點(diǎn)，文件服務(wù)器的負(fù)載也稍有增加。3)WEB服務(wù)器負(fù)載，： WEB服務(wù)器負(fù)載從圖中可以看出，增加節(jié)點(diǎn)后，WEB服務(wù)器的負(fù)載沒有太大變化，說明WEB服務(wù)器性能比較穩(wěn)定。4)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器負(fù)載，：從圖中可以看出，增加視頻業(yè)務(wù)后，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的負(fù)載明顯上升，值為原來的五倍左右，服務(wù)器性能遇到了瓶頸。如果不對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改進(jìn)，這將對(duì)校園網(wǎng)性能產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。5)服務(wù)器組到核心交換機(jī)的鏈路利用率，：從圖中可以看出，由于增加了視頻業(yè)務(wù)，服務(wù)器組到核心交換機(jī)的鏈路利用率明顯增加，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于之前的鏈路利用率?？梢姡?00BaseT的鏈路帶寬已經(jīng)不能滿足業(yè)務(wù)需求，所以需要對(duì)校園網(wǎng)進(jìn)行升級(jí)設(shè)計(jì)，以滿足日益增長(zhǎng)的網(wǎng)絡(luò)需求。6)圖書館到核心交換機(jī)的鏈路利用率，：從圖中可以看出，增加業(yè)務(wù)后，圖書館到核心交換機(jī)的鏈路利用率也增加，且鏈路利用率還在不斷上升。 7)學(xué)生宿舍到核心交換機(jī)的鏈路利用率，：由圖中可以得出，學(xué)生宿舍的鏈路利用率已經(jīng)不堪負(fù)重，上行鏈路利用率急劇下降，下行鏈路利用率也出現(xiàn)了瓶頸，可以看出學(xué)生宿舍增加節(jié)點(diǎn)后，對(duì)鏈路的帶寬要求越來越高。8)HTTP頁(yè)面響應(yīng)時(shí)間，： HTTP頁(yè)面響應(yīng)時(shí)間，HTTP的目標(biāo)響應(yīng)時(shí)間為3秒，已經(jīng)達(dá)到了秒數(shù)級(jí)，這樣的延遲對(duì)網(wǎng)絡(luò)是不能容忍的。9)網(wǎng)絡(luò)丟包率，：從圖中可以看出，網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定后丟包率維持在每秒100個(gè)包左右。這是由于各局域網(wǎng)與核心交換機(jī)之間的鏈路帶寬有限，或者核心交換機(jī)、服務(wù)器等出現(xiàn)了性能瓶頸。而校園網(wǎng)的應(yīng)用在不斷增加，導(dǎo)致現(xiàn)有的校園網(wǎng)結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能滿足用戶的上網(wǎng)需求，從而出現(xiàn)了嚴(yán)重丟包的現(xiàn)象。 本章總結(jié)本章對(duì)某高校大學(xué)校園網(wǎng)進(jìn)行了建模，根據(jù)每個(gè)功能進(jìn)行局域網(wǎng)的劃分，中心以一臺(tái)核心交換機(jī)進(jìn)行連接，構(gòu)成簡(jiǎn)單的星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。這時(shí)由于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)比較少，業(yè)務(wù)也很簡(jiǎn)單，網(wǎng)絡(luò)延遲小，網(wǎng)絡(luò)速度快。由于校園網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，增加了節(jié)點(diǎn)和視頻業(yè)務(wù)，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)延遲急劇增加，達(dá)到秒級(jí)數(shù)量，已到了不能容忍的地步。由仿真結(jié)果可以知道，網(wǎng)絡(luò)延遲主要是由于學(xué)生宿舍到核心交換機(jī)的鏈路負(fù)荷太重，以及服務(wù)器到核心交換機(jī)之間的鏈路形成瓶頸。同時(shí)，由于校園網(wǎng)的主干以及服務(wù)器組沒有進(jìn)行冗余備份和負(fù)載均衡，一旦中心節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，整個(gè)校園網(wǎng)將會(huì)癱瘓。所以必須針對(duì)這些問題對(duì)校園網(wǎng)進(jìn)行升級(jí)改造，從而滿足校園網(wǎng)不斷增長(zhǎng)的業(yè)務(wù)需求，以使校園網(wǎng)高效、快速、穩(wěn)定、安全地運(yùn)行。5 校園網(wǎng)升級(jí)方案設(shè)計(jì)與性能分析通過第五章的仿真分析知道，現(xiàn)有校園網(wǎng)100Mbps主干已經(jīng)不能滿足用戶不斷增長(zhǎng)的需求，而且單中心結(jié)點(diǎn)的拓樸形式也存在很大的安全隱患。所以，必須對(duì)現(xiàn)有的校園網(wǎng)進(jìn)行升級(jí)改造，才能使校園網(wǎng)高效、穩(wěn)定、安全地運(yùn)行。 方案選擇為了提高原有主干網(wǎng)的速度，首先應(yīng)確定采用哪一種比較先進(jìn)有效且有較高性價(jià)比的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。目前，提升網(wǎng)絡(luò)速度的技術(shù)主要有兩種方案：一是ATM技術(shù)，二是千兆以太網(wǎng)技術(shù)。ATM是目前在多媒體信息傳輸中應(yīng)用非常廣泛的技術(shù)，但ATM網(wǎng)絡(luò)技術(shù)復(fù)雜，維護(hù)難度大，設(shè)備價(jià)格較貴，升級(jí)成本高；而千兆以太網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)很成熟，它在拓展帶寬的同時(shí)又和原有的100Mbps校園網(wǎng)保持了很好的兼容性，從而可以節(jié)約大量資金。此外，為解決交換式網(wǎng)絡(luò)中廣播風(fēng)暴的發(fā)生，在改造后的校園網(wǎng)中我們將采用虛擬局域網(wǎng)(VLAN)技術(shù)。它可以根據(jù)用戶的不同業(yè)務(wù)需求，將位于不同地理位置的節(jié)點(diǎn)從邏輯上劃分為不同的子網(wǎng)，從而保障了網(wǎng)絡(luò)安全，提高了網(wǎng)絡(luò)性能。 校園網(wǎng)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)由于學(xué)生宿舍由原來5000個(gè)節(jié)點(diǎn)增加到了20000個(gè)節(jié)點(diǎn)，而全校網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用業(yè)務(wù)增加了視頻(Video)業(yè)務(wù)。導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)延遲加劇，達(dá)到秒級(jí)，頁(yè)面響應(yīng)時(shí)間也達(dá)到了秒級(jí)單位，而從鏈路利用率的對(duì)比可以看出，學(xué)生宿舍到核心交換機(jī)的鏈路可能不堪重負(fù)，形成了瓶頸，服務(wù)器組到核心交換機(jī)的鏈路也是如此?，F(xiàn)在對(duì)原有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改進(jìn)，原有校園網(wǎng)主干采用的是單個(gè)中心節(jié)點(diǎn)的星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，一旦中心節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)校園網(wǎng)癱瘓。為保證校園網(wǎng)安全可靠運(yùn)行，新增加一臺(tái)核心交換機(jī)(Cisco5500)分擔(dān)原交換機(jī)任務(wù)，使其與原來的中心節(jié)點(diǎn)互為備份節(jié)點(diǎn)，使整個(gè)校園網(wǎng)結(jié)構(gòu)變成環(huán)形，以保證校園網(wǎng)快速、穩(wěn)定、安全地運(yùn)行。在服務(wù)器組中，分別新增一臺(tái)文件服務(wù)器、WEB服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，以實(shí)現(xiàn)服務(wù)器之間的備份冗余、負(fù)載均衡。匯聚交換機(jī)與核心交換機(jī)之間，及核心交換機(jī)與上層出口之間均采用多模光纖連接，出口路由器與CERNET及CHINANET之間采用10Gbps鏈路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，新增網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和二層交換設(shè)備之間采用100Mbps雙絞線進(jìn)行互聯(lián)，從而構(gòu)成以千兆光纖為主干，100Mbps交換到桌面的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。具體拓?fù)涓倪M(jìn)如下，所有與核心交換機(jī)連接的鏈路改為1000BaseX，服務(wù)器組中Database server服務(wù)器與二層交換機(jī)(Cisco 2924)的鏈路改為1000BaseX，各個(gè)局域網(wǎng)的接入交換機(jī)分別連接到兩臺(tái)核心交換機(jī)上，以構(gòu)成鏈路的冗余結(jié)構(gòu)。然后，在兩臺(tái)核心交換機(jī)（5500）與出口交換機(jī)（6509）之間增加兩臺(tái)流控及負(fù)載均衡設(shè)備（Alteon 180），從而實(shí)現(xiàn)核心交換機(jī)之間的負(fù)載均衡以及對(duì)各局域網(wǎng)進(jìn)行流量控制。另外新增一臺(tái)三層交換機(jī)（3560）連接學(xué)校的認(rèn)證管理及安全服務(wù)器，并在服務(wù)器組增加一臺(tái)Alteon 180，實(shí)現(xiàn)服務(wù)器之間的負(fù)載均衡。最后新增一臺(tái)防火墻和一臺(tái)路由器，把校園網(wǎng)的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)出口進(jìn)行分離，以達(dá)到不同互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)之間的隔離作用，： 改進(jìn)后的校園網(wǎng)拓?fù)湓黾迂?fù)載均衡設(shè)備后，： 服務(wù)器組拓?fù)?改進(jìn)后校園網(wǎng)的仿真分析對(duì)增加節(jié)點(diǎn)及業(yè)務(wù)后的應(yīng)用配置不作改變，重新運(yùn)行仿真：1)網(wǎng)絡(luò)延遲，： 網(wǎng)絡(luò)延遲從圖中可以看出，幾乎感覺不到延遲的存在，網(wǎng)絡(luò)性能有了明顯的改善。2)文件服務(wù)器負(fù)載，： 文件服務(wù)器負(fù)載文件服務(wù)器的負(fù)載也由之前的20000bit/s降低到了峰值為200bit/s，從而在文件服務(wù)器之間實(shí)現(xiàn)了負(fù)載均衡。3)WEB服務(wù)器負(fù)載，： WEB服務(wù)器負(fù)載WEB服務(wù)器的負(fù)載也明顯降低，由之前的100000bit/s降低到200bit/s，從而在WEB服務(wù)器之間實(shí)現(xiàn)了負(fù)載均衡。4)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器負(fù)載，：數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的負(fù)載明顯降低，由之前的100000bit/s降低到了170bit/s，從而在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器之間實(shí)現(xiàn)了負(fù)載均衡。5)服務(wù)器組到核心交換機(jī)的鏈路利用率，、：第一條鏈路利用率： 第一條鏈路利用率第二條鏈路利用率： 第二條鏈路利用率由圖可知，校園網(wǎng)升級(jí)之后，不僅在鏈路之間形成了冗余，還實(shí)現(xiàn)了鏈路間的負(fù)載均衡。這時(shí)服務(wù)器組到核心交換機(jī)之間兩條鏈路的利用率都升高了，網(wǎng)絡(luò)性能得到明顯的改善。6)圖書館到核心交換機(jī)的鏈路利用率，：從圖可知，增加了鏈路帶寬后，圖書館到核心交換的鏈路利用率也得到了提升，加快了數(shù)據(jù)傳輸速度，使圖書館資源能得到充分的利用。7)學(xué)生宿舍到核心交換機(jī)的鏈路利用率，、：第一條鏈路利用率：第二條鏈路利用率：從圖可知，學(xué)生宿舍到核心交換機(jī)之間用兩條千兆光纖進(jìn)行負(fù)載均衡，總鏈路利用率上升了，單條鏈路利用率得到了緩沖，加快了學(xué)生上網(wǎng)的速度。8)HTTP頁(yè)面響應(yīng)時(shí)間，： HTTP頁(yè)面響應(yīng)時(shí)間最后，可以看到HTTP頁(yè)面響應(yīng)時(shí)間也比之前降低了很多，，回到可接受的數(shù)值范圍內(nèi)。9)網(wǎng)絡(luò)丟包率，：網(wǎng)絡(luò)丟包率由之前的每秒100個(gè)包降低到了每秒10個(gè)包，網(wǎng)絡(luò)性能得到了很大的改善。 劃分VLAN前后性能比較前面已經(jīng)提到，為解決交換式網(wǎng)絡(luò)中廣播風(fēng)暴的發(fā)生，在升級(jí)后的校園網(wǎng)中我們將采用虛擬局域網(wǎng)(VLAN)技術(shù)。并且在第二章中已經(jīng)介紹了VLAN的相關(guān)知識(shí)，下面將介紹OPNET中VLAN的配置方法，并對(duì)比劃分VLAN前后核心交換機(jī)的性能變化。1)OPNET中VLAN劃分步驟(1)配置核心交換機(jī)結(jié)點(diǎn)屬性VLAN Parameters_Scheme的屬性值為“PortBasedVLAN”，即開啟交換的VLAN功能。 開啟VLAN功能(2)配置交換機(jī)的VLAN Parameters_Supported VLANs屬性，為交換機(jī)添加9個(gè)VLAN，對(duì)應(yīng)每個(gè)局域網(wǎng)，： 為各局域網(wǎng)分配VLAN要將各個(gè)局域網(wǎng)分別放在不同的VLAN中，可按圖中所示設(shè)置子網(wǎng)號(hào)(VID)分別為50、60、70、80、90，子網(wǎng)名稱分別為tushuguan、gongxueguan、lixueguan、shiyanlou、xingzhenglou、jiaoxuelou、xueshengsushe、jiaogongsushe、fuwuqi。VID不能設(shè)為1，因?yàn)檫@是系統(tǒng)默認(rèn)的VLAN號(hào)，包含所有計(jì)算機(jī)。(3)在交換機(jī)的Switchport Configration屬性中設(shè)置虛擬網(wǎng)端口號(hào)(PVID)、端口類型(Port Type)及每個(gè)端口支持的VLAN列表(Supported VLANs)。并把相應(yīng)的端口加入VLAN，： 把端口加入VLAN2)仿真結(jié)果及分析下面是劃分VLAN前后核心交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)量的對(duì)比。劃分VLAN前核心交換機(jī)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)量，： 劃分VLAN前核心交換機(jī)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)量劃分VLAN后，核心交換機(jī)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)量，： 劃分VLAN后核心交換機(jī)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)量由圖中看出，劃分VLAN后核心交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)量有很大降低。劃分VLAN后，不屬于同一個(gè)VLAN的通信將會(huì)被拒絕，能過濾掉廣播包、防止ARP攻擊等，從而提高了校園網(wǎng)帶寬利用率和運(yùn)行安全性。 校園網(wǎng)路由協(xié)議的分析校園網(wǎng)要正常工作，必須配置合適的路由協(xié)議，而常用的路由協(xié)議分為距離矢量路由協(xié)議(RIPvRIPvIGRP)和鏈路狀態(tài)路由協(xié)議(OSPF、ISIS)。距離矢量路由協(xié)議是為小型網(wǎng)絡(luò)環(huán)境設(shè)計(jì)的。在大型網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，這類協(xié)議在學(xué)習(xí)路由及保持路由將產(chǎn)生較大的流量，占用過多的帶寬。如果在90秒內(nèi)沒有收到相鄰站點(diǎn)發(fā)送的路由選擇表更新，它才認(rèn)為相鄰站點(diǎn)不可達(dá)。每隔30秒，距離矢量路由協(xié)議就要向相鄰站點(diǎn)發(fā)送整個(gè)路由選擇表，使相鄰站點(diǎn)的路由選擇表得到更新。這樣，它就能從別的站點(diǎn)（直接相連的或其他方式連接的）收集一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的列表，以便進(jìn)行路由選擇。距離矢量路由協(xié)議使用跳數(shù)作為度量值，來計(jì)算到達(dá)目的地要經(jīng)過的路由器數(shù)。RIP使用BellmanFord算法確定最短路徑，即只要經(jīng)過最小的跳數(shù)就可到達(dá)目的地的線路。最大允許的跳數(shù)通常定為15，那些必須經(jīng)過15個(gè)以上的路由器的終端被認(rèn)為是不可到達(dá)的。鏈接狀態(tài)路由協(xié)議更適合大型網(wǎng)絡(luò)，但由于它的復(fù)雜性，使得路由器需要更多的CPU資源。它能夠在更短的時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)已經(jīng)斷了的鏈路或新連接的路由器，使得協(xié)議的會(huì)聚時(shí)間比距離矢量路由協(xié)議更短。通常，在10秒鐘之內(nèi)沒有收到鄰居的Hello報(bào)文，它就認(rèn)為鄰居已不可達(dá)。一個(gè)鏈接狀態(tài)路由器向它的鄰居發(fā)送更新報(bào)文，通知它所知道的所有鏈路。OSPF使用Dijkstra最短路徑算法構(gòu)建最短路徑樹，它確定最優(yōu)路徑的度量值是一個(gè)數(shù)值代價(jià)，這個(gè)代價(jià)的值一般由鏈路的帶寬決定。具有最小代價(jià)的鏈路被認(rèn)為是最優(yōu)的。在最短路徑優(yōu)先算法中，最大可能代價(jià)的值幾乎可以是無限的。如果網(wǎng)絡(luò)沒有發(fā)生任何變化，路由器只要周期性地將沒有更新的路由選擇表進(jìn)行刷新。下面通過在OPNET中建模，對(duì)RIP和OSPF路由協(xié)議關(guān)于收斂性、路由開銷、路由延時(shí)等方面進(jìn)行對(duì)比分析，確定哪一種路由協(xié)議更適合現(xiàn)有的校園網(wǎng)。 RIP路由模擬與性能測(cè)試點(diǎn)擊菜單欄中的“Scenarios”，在子菜單中單擊“Scenario Components_Import”，導(dǎo)入RIPRIPv2場(chǎng)景，： 導(dǎo)入RIPv2場(chǎng)景，該模型主要包括四個(gè)主干路由器以及一些子網(wǎng)，每個(gè)子網(wǎng)是兩個(gè)局域網(wǎng)，通過路由器連到主干路由器上，且配置了相應(yīng)的業(yè)務(wù)流量，路由器間互連的鏈路采用的是PPP DS3鏈路。該模型中共四個(gè)子網(wǎng)。 RIP網(wǎng)絡(luò)模型 IP地址分配網(wǎng)絡(luò)IP地址子網(wǎng)IP地址子網(wǎng)West子網(wǎng)EastNorthNetEastNetSouthNetWestNet由于RIPv2支持VLSM（變長(zhǎng)子網(wǎng)掩碼），所以在子網(wǎng)的劃分中采用了VLSM，可以有效地使用無類別域間路由（CIDR）和路由匯總來控制路由表的大小。 個(gè)子網(wǎng)都是B類網(wǎng)絡(luò)地址 ，掩碼長(zhǎng)度為16位，但根據(jù)網(wǎng)絡(luò)需求，可以從主機(jī)位中借出幾位來作網(wǎng)絡(luò)位，從而增加了子網(wǎng)的數(shù)量，最有效地利用了現(xiàn)有的地址空間。經(jīng)過VLSM后的子網(wǎng)，通過RIPv2路由協(xié)議匯總到主干路由器上，并以一條匯總的B類網(wǎng)絡(luò)路由發(fā)送給其他路由器，從而減少了路由表的條目。NorthNet子網(wǎng)內(nèi)的仿真模型，： NorthNet子網(wǎng)模型，由West和East兩個(gè)局域網(wǎng)和一臺(tái)中心路由器組成。兩個(gè)局域網(wǎng)擁有相同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，均是采用100BaseT的局域網(wǎng)模型，該模型是快速以太網(wǎng)模型，它包括任何數(shù)量的工作站和一個(gè)服務(wù)器，在本模型中工作站的數(shù)量是十個(gè)。針對(duì)協(xié)議的性能仿真主要是從路由協(xié)議網(wǎng)絡(luò)收斂性，協(xié)議開銷，網(wǎng)絡(luò)延時(shí)三個(gè)方面進(jìn)行仿真分析。路由協(xié)議網(wǎng)絡(luò)收斂性是指路由域中所有路由器對(duì)當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和路由轉(zhuǎn)發(fā)達(dá)成一致的狀態(tài)。收斂時(shí)間是指從網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生變化到網(wǎng)絡(luò)上所有的相關(guān)路由器都得知這一變化，并且相應(yīng)的做出改變所需要的時(shí)間。協(xié)議開銷是指網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)為了獲得路由信息所引入更新網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息的通信開銷，它