【正文】 在用戶量集中的部分，建立各自的Web cache server，并互相設置為 sibling cache，在校園網(wǎng)內(nèi)部也起到了負載均衡的作用。 這樣，一方面可以加快內(nèi)部網(wǎng)瀏覽因特網(wǎng)的速度，提高客戶機的訪問命中率 。 同樣，當校園網(wǎng)分布在多個校區(qū)時，可在主校區(qū)布置一臺高檔的服務器，作為整個校園網(wǎng)的 parent cache，而在各個分校區(qū)布置 PC 服務器作為 sibling cache 把分校區(qū)內(nèi)主要訪問的網(wǎng)站內(nèi)容存儲到緩存中，這樣當分校區(qū)內(nèi)的用戶再訪問那些命中率高的網(wǎng)站時，就可以從本校區(qū)的緩存里調(diào)用，從很大程度上減輕了校區(qū)間主干鏈路和主服務器的負荷。當然，各學?？梢詫抑行牡?cache 系統(tǒng)設為 parent，與國家級的。通常在實際應用中，可在網(wǎng)絡中心布置一臺較高檔的服務器，作為校園網(wǎng)的 parent cache，在網(wǎng)絡流量較大的圖書館、計算機中心等部分，分別布置 PC 服務器作為 sibling cache，把用戶經(jīng)常訪問的網(wǎng)站內(nèi)容存儲到緩存中，這樣，校園網(wǎng)內(nèi)部用戶再訪問那些網(wǎng)站時，就可以從緩存里調(diào)用。因此，適當在 VLAN 中啟用 STP，有利于 提高網(wǎng)絡性能。 STP (Spanning Tree Protocol)能夠提供路徑冗余，若在網(wǎng)絡中有多條有效路徑引起不正常的環(huán)路，使用 STP 便可以使兩個終端中只有一條有效路徑。 VLAN 性能優(yōu)化 VLAN 的良好性能給我們帶來了方便，但是它的實現(xiàn)是需要 有帶寬開銷的。由于網(wǎng)絡中運行的某些特殊應用軟件要依賴于廣播來實現(xiàn)，所以實際劃分中還要根據(jù)某個范圍內(nèi)網(wǎng)絡應用與通信流量的特點來縮小這個數(shù)目。 VLAN 的劃分可以根據(jù)網(wǎng)絡用戶的位置、作用、 部門或者根據(jù)網(wǎng)絡用戶所使用的應用程序和協(xié)議來進行分組。 ULAN 的應用 基于交換機的 VLAN 能夠為校園網(wǎng)一定程度上解決沖突域、廣播域、帶寬及管理問題。3)客戶端創(chuàng)建兩個 UDP 連接，將包路由到客戶端所在網(wǎng)絡 。2)若這個媒體是一個直播流，視頻服務器就在己建立的 TCP/IP 連接上發(fā)回一個消息，通知客戶端組播地址和組播端口【 28】。同樣在核心交換機、二級交換機均在校園網(wǎng)網(wǎng)絡性能分析與優(yōu)化 xxvii 每棵組播分配樹上發(fā)送一個 5OOkb/s 的數(shù)據(jù)流，極大地節(jié)省了網(wǎng)絡帶寬【 27】。 通常在校園網(wǎng)中，遠程教學網(wǎng)站上動態(tài)發(fā)布直播課堂、 VOD 和網(wǎng)絡電視等均采用組播技術(shù)。如果用戶已經(jīng)退出組播組或關(guān)機，則組播路由器會自動在組播樹上進行剪枝和嫁接的過程，以保證組播信息的到達以及網(wǎng)絡帶寬的合理利用。 組播在應用系統(tǒng) 中的實現(xiàn) 組播用戶通過 IGMP 加入組播組，用戶可以登記加入多個組播組。 5)校園網(wǎng)代理服務的流量，在當今校園網(wǎng)的發(fā)展過程中，很多學校為了提高教育網(wǎng)到公網(wǎng)的訪問速度都有訪問公網(wǎng)的代理服務器，常通過代理方式和訪問控制來實現(xiàn)訪問路由。 3)宿舍網(wǎng)段的流量，對這部分流量可作端口速率的限制，并對 TCP/UDP 端口范圍作限制，控制用戶隨意掃描端口，流量的服務級別為次高。 2)訪問管理網(wǎng)段的流量，通過利用 VLAN，將所有不同地理位置上的交換機和 IP地址管理集中在某個管理網(wǎng)段。 根據(jù)校園網(wǎng)的實際應用可將校園網(wǎng)流量分為五大類，針對不同類型的流量分配不同的速率限制和服務級別。目前大部分交換機多通過隊列分類、隊列管理技術(shù)來實現(xiàn)擁塞控制和服務質(zhì)量控制。 在校園千兆位以太網(wǎng)上實現(xiàn) QoS，在大部分時間里可能有足夠的可用帶寬，但在某個高峰時刻，網(wǎng)絡仍然會擁塞。 Qos 在校園網(wǎng)流量中的應用 校園網(wǎng)網(wǎng)絡性能分析與優(yōu)化 xxvi 針對校園網(wǎng)中網(wǎng)絡應用種類繁多的特點，可以按照不同網(wǎng)絡設備上不同的網(wǎng) 絡應用進行網(wǎng)絡帶寬和路由的分配，保證各種應用端到端的服務質(zhì)量。國際上一般采用 ICP(Inter Cache Protocol,RFC2186, 2187)進行 cache 系統(tǒng)分級互聯(lián)。 構(gòu)建 Cache Server 可以是一臺普通的 PC 服務器加上 cache 軟 件構(gòu)成，也可以是軟硬件系統(tǒng)和一臺專門的 cache 服務器。 Web cache server 可以將用戶經(jīng)常訪問的 WWW 內(nèi)容暫時存儲在離用戶很近的地方，當其他用戶再次訪問這些內(nèi)容時可以快速地獲得它們，縮短了響應時間，從而達到提高網(wǎng)絡訪問速度和降低通信費用的目的。 Web Cache Server 根據(jù) CERNET 網(wǎng)絡中心流量分析結(jié)果顯示，目前 80%左右的國際流量是基于 WWW 的，其中有相當大的冗余成分。3)簡化網(wǎng)絡管理，提高網(wǎng)絡性能 。 VLAN 劃分具有以下優(yōu)點 :1)控制網(wǎng)絡的廣播風暴 。通過 VLAN 用戶能方便地在網(wǎng)絡中移動和快捷地 組建寬帶網(wǎng)絡，而無需改變?nèi)魏斡布屯ㄐ啪€路【 23】。 3)客戶端不必向媒體流服務器注冊，如果希望接收某媒體流服務器的數(shù)據(jù)時，只需加入該媒體流服務器所播放數(shù)據(jù)所在的多播組即可。組播主要有如 下特點： 1)媒體流服務器不必知道某個客戶端的存在，它只負責按組播地址將媒體流播放出去即可，而且僅僅播放一份 。如現(xiàn)場直播或重播會議、活動等等，或者是 VOD 點播、網(wǎng)絡電視等應用。 組播 隨著 IP 網(wǎng)絡成為基礎信息平臺和多媒體流應用技術(shù)的發(fā)展，常會出現(xiàn)一個大的文校園網(wǎng)網(wǎng)絡性能分析與優(yōu)化 xxv 件在骨干網(wǎng)上形成多個傳輸流，造成骨干網(wǎng)帶寬巨大浪費的現(xiàn)象。 3)擁有對網(wǎng)絡使用的控制權(quán)，避免不良使用 。 QoS0 提供以下重要特性 : 1)保證網(wǎng)絡應用更高的可用性和可靠性，為用戶提供更迅速的響應 。通過 QoS，用戶能夠?qū)W(wǎng)絡上傳輸?shù)囊曇纛l流等對實時性要求較高的數(shù)據(jù)流提供優(yōu)先服務，從而保證較低的延遲【 21】。 QoS Inter 正在向一個多業(yè)務數(shù)據(jù)網(wǎng)絡演進，而其中的關(guān)鍵技術(shù)之一就是QoS( Quality of Service )，即網(wǎng)絡服務質(zhì)量。 校園網(wǎng)數(shù)據(jù)流量越來越大，并發(fā)用戶數(shù)迅猛增長，也對網(wǎng)絡性能的要求越來越高。同樣，校園網(wǎng)的發(fā)展速度也相當快，校園網(wǎng)上教學資源大多采用多媒體流形式，需要滿足數(shù)字、語音、圖形圖像等多媒體信息、綜合科研信息等的傳輸和處理需求。因此，在校園網(wǎng)建設中，可利用己有網(wǎng)絡設備支持的相關(guān)協(xié)議和標準去優(yōu)化網(wǎng)絡性能，如 Qos、組播、 ULAN, Web eache serve:等技術(shù)來優(yōu)化網(wǎng)絡性能。同樣，校園網(wǎng)的發(fā)展速度也相當快，校園網(wǎng)上教學資源大多采用多媒體流形式，需要滿足數(shù)字、語音、圖形圖像等多媒體信息、綜合科研信息等的傳輸和處理需求，在設計校園網(wǎng)時，必須考慮網(wǎng)絡的帶寬能否支持多媒體流的應用，并且具有 Qos特性，為其運行集成的信息提供保證。目前已經(jīng)定義的度量內(nèi)容有【 10】。最典型的當然是吞吐量和時延兩個參數(shù)。 反映校園網(wǎng)絡性能的參數(shù) 性能管理中必須定義一組能夠精確、全面而又簡捷地反映網(wǎng)絡過去和當前性能的參數(shù)。 (2)性能監(jiān)視 :是根據(jù)確定的性能指標，從通信設備中采集與性能管理有關(guān)的管理參數(shù)。 性能管理的目的和功能 性能管理的目的是對網(wǎng)絡、網(wǎng)絡單元或設備進行性能監(jiān)視，采集相關(guān)的性能統(tǒng)計數(shù)據(jù)，評價網(wǎng)絡和網(wǎng)絡單元的有效性，報告網(wǎng)絡設備的狀態(tài)，支持網(wǎng)絡規(guī)劃和網(wǎng)絡分析。在校園網(wǎng)的日常管理校園網(wǎng)網(wǎng)絡性能分析與優(yōu)化 xxiii 工作中，很重要的一部分工作就是對網(wǎng)絡的性能進行監(jiān)控，而網(wǎng)絡性能數(shù)據(jù)的采集又是性能管理的基礎，通過專用軟件工具對采集到的各項性能參數(shù) (如可靠性、時延、吞吐量、網(wǎng)絡利用率等 )進行分析，從而能夠確定當前網(wǎng)絡中哪些設備的性能是否符合工作要求。 性能管理的實現(xiàn)方法 網(wǎng)絡性能管理主要是實現(xiàn)對網(wǎng)絡的檢測和控制，檢測即跟蹤網(wǎng)絡的行為，控制即調(diào)整和改進網(wǎng)絡的功能，其實現(xiàn)方法是 : (1)實時監(jiān)控網(wǎng)絡設備和響 應的所有連接，監(jiān)視設備和線路的使用率和出錯率及相應的閩值，并進行閉值報警 。根據(jù)網(wǎng)絡的各項運行指標的趨勢 .為制定和規(guī)劃 管理決策產(chǎn)生報告【 13】。監(jiān)測即跟蹤網(wǎng)絡的行為 。與此同時嵌入方式也將有著強大的生命力，例如這種方式在不斷前進的界面以及在安裝新設備配置設備方面就極具優(yōu)勢。 未來的網(wǎng)絡 中，基于代理和基于嵌入的兩種網(wǎng)管方案都將被應用。這一點保障了非常簡單易用的接口，她優(yōu)于現(xiàn)在的命令行或基于菜單的遠程登錄界面。 (2)嵌入方式 將 Web能力真正地嵌入到網(wǎng)絡設備中，每個設備有它自己的 Web 地址，管理人員可輕松地通過瀏覽器訪問到該設備并且管理它。既然代理與所有網(wǎng)絡設備通信，那么它當然能提供一個公司的所有物理設備的全體映像，就像一個虛擬的網(wǎng)那樣。這樣做可以平衡像數(shù)據(jù)庫訪問、 SNMP 輪詢等功能。例如 3Co。 (1)代理方式 校園網(wǎng)網(wǎng)絡性能分析與優(yōu)化 xxii 就是將一個 Web服務器加到一個內(nèi)部工作站 (代理 )上，這個工作站輪流與端設備通信，瀏覽器用戶通過 HTTP 協(xié)議與代理通信，同時代理通過 SNMP 協(xié)議與端設備通信。 基于 WEB 技術(shù)的網(wǎng)絡管理 (WebBased Management，簡稱 WBM)將網(wǎng)絡管理與 WEB技術(shù)結(jié)合起來，其特有的靈活性，易操作性等特點贏得了許多開發(fā)商和用戶的青睞，已經(jīng)成為國際上的流行趨勢。 (5)可實時監(jiān)控校園網(wǎng)絡運行狀況，降低網(wǎng)絡維護的成本。 (3)可以確保網(wǎng)絡的規(guī)模和性能隨新的教學 和辦公業(yè)務的擴展而增長。因此，我們可將校園網(wǎng)管理的重要性概括如下 : (1)確保網(wǎng)絡教學和網(wǎng)絡辦公不致中斷。 校園網(wǎng)管理的目標及重要性 校園網(wǎng)絡管理的目標是最大限度地利用網(wǎng)絡資源，提高網(wǎng)絡的運行質(zhì)量和效率，向廣大師生提供優(yōu)質(zhì)的各項網(wǎng)絡服務。其功能包括 :帳戶管理、個人信息管理、安全信息管理、計費信息管理、配置信息管理和維護信息管理等。隨著網(wǎng)絡規(guī)模的擴大，入網(wǎng)用戶數(shù)的增多，網(wǎng)絡管理員提供給用戶的服務也日趨復雜和繁重 。 對校園網(wǎng)的各項管理功能需要通過網(wǎng)絡管理系統(tǒng)來實現(xiàn)。計費管理提供計算一個特定網(wǎng)絡或網(wǎng)段的運行成本的手段。用精心設計的各種圖標來表示各種網(wǎng)絡對象，而這些圖標又往往涂上不同顏色表示相應設 備的不同狀態(tài)。 :掌握和控制網(wǎng)絡的狀態(tài)，包括網(wǎng)絡內(nèi)各個設備的狀態(tài)及其連接關(guān)系。 :檢測、定位和排除網(wǎng)絡硬件和軟件中的故障。 5. 2 校園網(wǎng)管理 校園網(wǎng)管理是指對校園網(wǎng)絡 (包括構(gòu)成校園網(wǎng)的軟硬件 )的運行狀態(tài)進行監(jiān)測和控制，使其能夠有效、可靠、安全、經(jīng)濟的服務【 9】 校園網(wǎng)管理的內(nèi)容 國際標準化組織 (工 SO)在網(wǎng)絡管理框架模型 (工 S074984)中把網(wǎng)絡管理分為五大部分【 10】 :主要考察網(wǎng) 絡運行的好壞。另一方面，校園網(wǎng)絡還可以降低科研的成本。 (3)管理應用 :建立在校園網(wǎng)絡基礎上的學校管理信息系統(tǒng)可以為學校在人事、教務、財務、日程安排、后勤管理等方面，提供一個先進的分布式管理系統(tǒng)。一般來說，學校主頁的主要內(nèi)容包括 :學校歷史、院系、部門介紹、專業(yè)設置等信息。 (4)常用的網(wǎng)絡傳輸媒質(zhì) :雙絞線，光纖。 (2)工作站 :校園網(wǎng)中，工作站是一臺客戶機，即網(wǎng)絡服務的一個用戶。校園網(wǎng)的硬件通常由服務器、工作站、網(wǎng)間互連設備、傳輸媒質(zhì)等部分組成。 5 校園網(wǎng)絡性能管理概述 校園網(wǎng)絡通常是指利用網(wǎng)絡設備、通信媒質(zhì)和相應的協(xié)議及各類系統(tǒng)管理軟件，將校園內(nèi)計算機和各種終端設備有機的集成在一起，同時又通過防火墻與外部的Inter 網(wǎng)絡連接，以用于教學 、科研、學校管理信息資源共享和遠程教育等方面的局域網(wǎng)。 繪圖子系統(tǒng)可以繪出一些重要的曲線供直觀地了解性能情況，對于性能的比較提供了很好的依據(jù)。運行前要輸入一些必要的參數(shù)，否則將使用系統(tǒng)的默認值，運行相應時間后可得出平均延遲等結(jié)果。 功能說明 模擬系統(tǒng)進入主用戶界面后，可根據(jù)情況選擇不同功能。 t:凡是 (發(fā)送時間一當前時鐘 )J+t 的發(fā)送幀，都應準備 。 沖突 :只要信道有沖突阻塞信號，凡是準備好的都 應退避 。 S：凡是 (發(fā)送時間一當前時鐘 )t 的發(fā)送幀都應準備 。 20. CSMA/CD 模擬 : 空閑：凡是 (發(fā)送時間一當前時鐘 )t 的發(fā)送幀，都應準備 。如 u，過大，造成延時增多 。 /評價系統(tǒng)實現(xiàn)五種協(xié)議 : 非持續(xù)型 CSMA/CD 非持續(xù)型時隙 CSMAJCD 1一持續(xù)型時隙 CSMA/CD : 吞吐量 :如 S，過大，必然造成延時增多 (負載過重 ) 如 S趨近于 0，過小，延時少，資源浪費嚴重 (負載過輕 ) 如 S，合適，較好利用資源，而又延時短 (負載合適 ) 延時 :如 T?過慢 (由模擬程序確定 ) 校園網(wǎng)網(wǎng)絡性能分析與優(yōu)化 xix 如 T?過慢 如? T.?合適 介質(zhì)利用率 :如 u，過大，造成延時增多 (CSMA/CD) 如 u，過小，資源浪費嚴重 。 :平均時延 =(等待時間 +傳播時間 +傳送時間 )的總和 /發(fā)送幀個數(shù) 。 ，給出網(wǎng)絡變動后的結(jié)果和影響 。 ：從均勻分布中單獨選擇，從泊松分布中單獨選擇 :為單服務員，非排隊系統(tǒng)，為隨機訪問機制，僅能根據(jù)到達的時間先后進行模擬 。 ，都會導致破壞性 的干擾，故都必須重發(fā) 。 ，而且發(fā)送到接收中間無倒轉(zhuǎn)時延 。 P。 ，泊松到達，包括新分組和碰撞分組 。 CSMA/CD 的時延分析結(jié)果由 Tobagi 和 Hunt 找出了數(shù) 值解答，其它的沒有。