黃 嶺，步文海

（工程兵指揮學(xué)院 教育技術(shù)中心，江蘇 徐州221004）

影響園區(qū)網(wǎng)帶寬速率的隱性因素

黃 嶺，步文海

（工程兵指揮學(xué)院 教育技術(shù)中心，江蘇 徐州221004）

本文簡(jiǎn)述園區(qū)網(wǎng)帶寬速率現(xiàn)狀，重點(diǎn)分析了影響園區(qū)網(wǎng)帶寬速率的四個(gè)隱性因素的表現(xiàn)形式及影響帶寬速率的特點(diǎn)，進(jìn)一步提出解決或者減輕影響的方法和措施。

園區(qū)網(wǎng)；帶寬速率；隱性因素

一、引言

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的極大豐富，為滿足用戶日益增加的網(wǎng)絡(luò)需求，園區(qū)網(wǎng)的規(guī)模也在不斷擴(kuò)大。近年來(lái)，園區(qū)網(wǎng)的主干帶寬從千兆升級(jí)到萬(wàn)兆甚至十萬(wàn)兆，終端的接入帶寬也從十兆逐漸普及到百兆直至現(xiàn)在的千兆。網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備的背板帶寬，包處理能力也在成幾何級(jí)數(shù)地增加。但是用戶作為網(wǎng)絡(luò)的使用者，對(duì)園區(qū)網(wǎng)的帶寬速率的體驗(yàn)卻無(wú)法匹配帶寬的升級(jí)速度和設(shè)備升級(jí)的幅度。除去網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中諸如P2P流量、高清視頻應(yīng)用等占用帶寬的大流量應(yīng)用的因素，園區(qū)網(wǎng)結(jié)構(gòu)中的一些隱性因素也對(duì)網(wǎng)絡(luò)的帶寬速率產(chǎn)生一定的影響，直接或間接地影響用戶的網(wǎng)絡(luò)使用。

如何正確地認(rèn)識(shí)這些隱性因素，采取科學(xué)合理的措施來(lái)處理，并在日常的網(wǎng)絡(luò)管理與維護(hù)中加以重視，是一個(gè)值得分析研究的問(wèn)題。下面就影響園區(qū)網(wǎng)帶寬速率的隱性因素作逐一的分析和闡述，并提出合理的處理方法。

二、影響園區(qū)網(wǎng)帶寬速率的隱性因素

1．交換機(jī)的連接方式

作為網(wǎng)絡(luò)管理人員在網(wǎng)絡(luò)方案的設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)管理策略的制定中都容易忽視交換機(jī)的連接方式問(wèn)題。交換機(jī)的連接有級(jí)聯(lián)和堆疊兩種方式，現(xiàn)有的園區(qū)網(wǎng)中接入層交換機(jī)與匯聚層交換機(jī)的連接往往都是通過(guò)雙絞線進(jìn)行級(jí)聯(lián)，這種連接方式在用戶端口接入密度大的區(qū)域?qū)?shù)據(jù)流量將產(chǎn)生不對(duì)稱(chēng)的影響。例如接入層交換機(jī)通過(guò)百兆端口與匯聚層交換機(jī)的千兆端口連接，端口間的協(xié)商結(jié)果是百兆，這樣對(duì)于千兆端口來(lái)說(shuō)就產(chǎn)生了帶寬的浪費(fèi)，而協(xié)商的百兆結(jié)果在接入層交換機(jī)端口接入密度大的情況下是無(wú)法滿足用戶需要的，如果接入層交換機(jī)連接40個(gè)用戶終端，每個(gè)終端產(chǎn)生5Mbps的流量，則級(jí)聯(lián)的連接就無(wú)法滿足交換的需求，再考慮到線路損耗等因素，級(jí)聯(lián)端口并無(wú)法實(shí)現(xiàn)理論的交換速率和帶寬。同時(shí)，如果端口接入密度大的區(qū)域級(jí)聯(lián)的交換機(jī)越多，浪費(fèi)的端口就越多，增加了端口的成本開(kāi)銷(xiāo)。

在同一樓宇的園區(qū)網(wǎng)配線間可能存在著接入交換機(jī)的接入密度懸殊的現(xiàn)象，某臺(tái)交換機(jī)所有端口都有接入，另一臺(tái)交換機(jī)只有幾個(gè)端口接入，這樣就造成了接入密度大的交換機(jī)CPU和內(nèi)存長(zhǎng)期保持很高的使用率，交換機(jī)的包交換和處理能力在一定程度上會(huì)下降，而接入密度小的交換機(jī)的CPU和內(nèi)存資源長(zhǎng)期處在空閑的狀態(tài)，如果人為地將端口接入平均化，則可能改變網(wǎng)絡(luò)管理的習(xí)慣，給日常的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)帶來(lái)不便。

由于交換機(jī)的級(jí)聯(lián)或者端口接入密度不均衡所造成的網(wǎng)絡(luò)帶寬速率或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備資源的浪費(fèi)問(wèn)題，可以采用交換機(jī)堆疊的方式來(lái)解決。將接入層交換機(jī)和樓宇匯聚層的交換機(jī)進(jìn)行模塊化的堆疊，使所有的交換機(jī)成為一個(gè)邏輯整體，增加端口的密度，同時(shí)將所有交換機(jī)的硬件資源進(jìn)行邏輯整合，提高了交換機(jī)的包處理能力，交換機(jī)的背板帶寬及上聯(lián)的帶寬可增加五倍以上，可以有效解決用戶接入密度大、并發(fā)的數(shù)據(jù)流量大所造成的用戶網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)差的問(wèn)題。要注意的是，交換機(jī)的堆疊分為虛擬堆疊和真正的堆疊，最好使用真正的堆疊方式，避免占用額外的端口，無(wú)法發(fā)揮交換機(jī)的堆疊優(yōu)勢(shì)。

2．網(wǎng)絡(luò)管理和安全設(shè)備的部署以及網(wǎng)絡(luò)安全管理策略

日益突出的網(wǎng)絡(luò)信息安全問(wèn)題，使得網(wǎng)絡(luò)管理的策略更多地關(guān)注安全性，不斷增加的各種網(wǎng)絡(luò)管理和網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備也在園區(qū)網(wǎng)的組成中占有重要的一席之地，在不斷關(guān)注安全設(shè)備的技術(shù)發(fā)展、性能參數(shù)的同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)管理人員往往對(duì)安全設(shè)備的部署缺乏論證考慮，通常是方案提供商或者設(shè)備銷(xiāo)售商代為處理。網(wǎng)絡(luò)管理和安全設(shè)備在部署上有其總體性的原則，但是各個(gè)園區(qū)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)不同，同樣的管理或安全設(shè)備所預(yù)期發(fā)揮的作用可能也不盡相同，所以對(duì)于網(wǎng)絡(luò)管理和安全設(shè)備的部署應(yīng)當(dāng)經(jīng)過(guò)細(xì)致的論證。

用戶的流量在到達(dá)園區(qū)網(wǎng)核心區(qū)域之前往往首先會(huì)經(jīng)過(guò)各種安全設(shè)備、流量審計(jì)設(shè)備、身份認(rèn)證設(shè)備、終端管理設(shè)備等等，所有流經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的數(shù)據(jù)包都會(huì)經(jīng)歷拆包、重新封裝的過(guò)程，這一過(guò)程增加了網(wǎng)絡(luò)的延遲，如果數(shù)據(jù)包經(jīng)過(guò)的設(shè)備過(guò)多，對(duì)于用戶而言，就會(huì)感覺(jué)到明顯的網(wǎng)絡(luò)延遲。同時(shí)，具體的網(wǎng)絡(luò)安全實(shí)施策略繁雜而細(xì)致，對(duì)流量的劃分過(guò)于細(xì)小，比如防火墻的策略可能非常細(xì)化，條目的順序排列不太合理；訪問(wèn)控制列表過(guò)長(zhǎng)，對(duì)子網(wǎng)的限制過(guò)??；IPS的策略設(shè)置過(guò)于謹(jǐn)慎等因素也會(huì)增加網(wǎng)絡(luò)流量額外的延遲。

對(duì)于網(wǎng)絡(luò)管理和安全設(shè)備的部署要合理有效，避免所有安全設(shè)備的線性排列，對(duì)于IPS的使用不能過(guò)分盲目，在合適的邏輯位置上可以使用IDS來(lái)替代IPS，對(duì)于制訂的安全防護(hù)策略要在確保預(yù)期效果的前提下盡可能地減少對(duì)防護(hù)目標(biāo)或防護(hù)源的細(xì)小劃分。用來(lái)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理的系統(tǒng)不要過(guò)多，減少網(wǎng)絡(luò)管理的數(shù)據(jù)流量，同時(shí)也是對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備自身資源的節(jié)約。

3．應(yīng)用程序的“隱形”帶寬消耗

網(wǎng)絡(luò)用戶會(huì)根據(jù)自己的需求在接入終端上安裝各種應(yīng)用程序，基于網(wǎng)絡(luò)的或者非基于網(wǎng)絡(luò)的，而隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，各類(lèi)應(yīng)用程序在加載使用過(guò)程中甚至是非加載使用時(shí)也會(huì)在后臺(tái)使用網(wǎng)絡(luò)發(fā)送接收非必需的數(shù)據(jù)，使得用戶的帶寬在無(wú)形中被消耗。例如各種即時(shí)通訊軟件、各種免費(fèi)或者商業(yè)化的專(zhuān)業(yè)軟件、殺毒程序、單機(jī)防護(hù)軟件、影音播放軟件等都會(huì)在加載啟動(dòng)后自動(dòng)使用網(wǎng)絡(luò)連接更新服務(wù)器，打開(kāi)或下載更新程序、新聞頁(yè)面、廣告程序、惡意插件等，這些作為一般用戶有時(shí)難以察覺(jué)，或者不對(duì)此做任何處理，讓帶寬速率被“隱形”的消耗。而一旦屏蔽這些軟件的相關(guān)連接，或者軟件本身自動(dòng)連接的頁(yè)面、服務(wù)器出現(xiàn)故障時(shí)，則會(huì)在園區(qū)網(wǎng)內(nèi)出現(xiàn)大范圍的廣播數(shù)據(jù)，或者持續(xù)的網(wǎng)絡(luò)連接請(qǐng)求，2009年發(fā)生的 “暴風(fēng)影音”事件就是一個(gè)典型的例子。

園區(qū)網(wǎng)本身的一些服務(wù)也會(huì)在后臺(tái)消耗一定的帶寬，比如園區(qū)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)殺毒軟件、補(bǔ)丁分發(fā)系統(tǒng)等，都需要用戶終端的駐留程序在設(shè)置的時(shí)間內(nèi)發(fā)送狀態(tài)信息，如果服務(wù)端無(wú)響應(yīng)，則會(huì)持續(xù)地發(fā)送數(shù)據(jù)。

對(duì)于這類(lèi)“隱形”的帶寬消耗，由于其主要是由用戶終端的應(yīng)用程序產(chǎn)生，要減少此類(lèi)帶寬消耗，首先需要開(kāi)展用戶網(wǎng)絡(luò)使用的教育，可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的形式對(duì)用戶常用的軟件進(jìn)行設(shè)置說(shuō)明，或者推薦使用無(wú)插件無(wú)后臺(tái)連接的單機(jī)應(yīng)用程序。而園區(qū)網(wǎng)的一些服務(wù)要根據(jù)實(shí)際的需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，比如網(wǎng)絡(luò)殺毒軟件控制中心以收集用戶狀態(tài)為主，而各類(lèi)事件日志可有選擇地進(jìn)行收集。

4．網(wǎng)絡(luò)連接的物質(zhì)材料質(zhì)量和狀態(tài)

在影響園區(qū)網(wǎng)帶寬速率的隱性因素中，用于網(wǎng)絡(luò)連接的物質(zhì)材料的質(zhì)量和狀態(tài)可能是最容易被忽略的因素。園區(qū)網(wǎng)的中心機(jī)房其環(huán)境的溫度濕度都控制在一個(gè)使設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)良好的范圍，而樓宇的配線間由于成本開(kāi)銷(xiāo)等各方面的原因往往沒(méi)有安裝溫度濕度的調(diào)控設(shè)備，這樣會(huì)使得配線間中的水晶頭中銅片長(zhǎng)期處于濕度較大溫度較高的環(huán)境中，容易被氧化，這樣的水晶頭連接雙絞線后的數(shù)據(jù)傳輸效率會(huì)明顯受到影響。而配線架的模塊質(zhì)量，樓宇施工時(shí)的雙絞線的質(zhì)量和長(zhǎng)度都會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男?，在樓宇施工過(guò)程中，為節(jié)約成本可能會(huì)使用質(zhì)量較差的雙絞線，容易產(chǎn)生串?dāng)_，加之雙絞線的長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)（大于80米，雖然五類(lèi)雙絞線的理論最大長(zhǎng)度為100米，但在實(shí)際使用過(guò)程中，大于80米的雙絞線盡管可以連通網(wǎng)絡(luò)，卻有明顯的信號(hào)衰減，對(duì)數(shù)據(jù)傳輸產(chǎn)生一定的影響），使得用戶的網(wǎng)絡(luò)接入后傳輸效果不好。同時(shí)值得注意的還有光纖和光纖收發(fā)器、光電轉(zhuǎn)換器等設(shè)備器材的質(zhì)量，這些也對(duì)網(wǎng)絡(luò)的帶寬速率有直接的影響。

針對(duì)網(wǎng)絡(luò)連接的物質(zhì)材料質(zhì)量和狀態(tài)問(wèn)題，在成本預(yù)算充足的前提下，可以給樓宇的配線間安裝溫度濕度調(diào)控設(shè)備，配線模塊要認(rèn)真選擇，樓宇布線施工時(shí)要嚴(yán)格控制雙絞線的長(zhǎng)度。在日常的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)過(guò)程中，定期對(duì)配線間進(jìn)行巡檢，定期更換配線架跳線，告知網(wǎng)絡(luò)用戶不要使用過(guò)舊的網(wǎng)線。對(duì)于其他的網(wǎng)絡(luò)連接材料和設(shè)備也要進(jìn)行質(zhì)量的選擇控制，定期巡視其狀態(tài)。

三、結(jié)束語(yǔ)

以上對(duì)影響園區(qū)網(wǎng)帶寬速率的隱性因素的分析以及處理措施的簡(jiǎn)述，只是從微觀的層面來(lái)探尋園區(qū)網(wǎng)的帶寬速率的影響因素，作為園區(qū)網(wǎng)的管理者，既需要從宏觀的角度，比如設(shè)備的升級(jí)和優(yōu)化來(lái)提高網(wǎng)絡(luò)的帶寬速率，也需要從微觀的角度來(lái)完善網(wǎng)絡(luò)管理工作，提高網(wǎng)絡(luò)資源的利用率。影響園區(qū)網(wǎng)帶寬速率的因素還有很多，網(wǎng)絡(luò)管理的過(guò)程中仍然需要進(jìn)行全面的分析研究，將外在的影響因素的作用最小化，提高園區(qū)網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量，給網(wǎng)絡(luò)用戶最好的應(yīng)用體驗(yàn)。

[1]思科系統(tǒng)（中國(guó)）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有公司.下一代網(wǎng)絡(luò)安全[M].北京:北京郵電大學(xué)出版社,2006.

[2]Yusuf Bhaiji.網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與解決方案[M].北京:人民郵電大學(xué)出版社,2009.

（編輯：金冉）

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1673-8454（2010）23-0040-02