网络性能设计
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主讲：易建勋 第4章 网络性能设计 第10页 共88页
4.1 网络带宽设计
主讲：易建勋
第4章 网络性能设计
第11页 共88页
4.1 网络带宽设计
4.1.4 网络服务集线比设计
1．电话集线比模型
• 集线比：可用信道与接入用户线的比例。
例如，一条E1线路可以同时接通30路电话，如果按1： 1的集线比，则只能接30条用户线，如果按1：8的集 线比，则可以接240条用户线。
• 双绞线线路质量的好坏，对网络带宽影响很大。 • 信号在传输过程中要消耗大约10%的系统开销。 • 环境温度、接头氧化等，都会造成带宽下降。
主讲：易建勋
第4章 网络性能设计
第4页 共88页
4.1 网络带宽设计
4.1.2 网络用户业务模型
1．用户网络业务最低带宽需求
• 局域网中，上行和源自文库行带宽相差不多。
主讲：易建勋
第4章 网络性能设计
第16页 共88页
4.1 网络带宽设计
2．利用软件防火墙进行网络带宽管理
如微软公司的ISA Server防火墙软件，也可以进行网 络带宽管理。 3．利用IOS进行网络带宽管理
利用路由器或交换机做策略控制，也可以限制网络 带宽。
主讲：易建勋
第4章 网络性能设计
第17页 共88页
主讲：易建勋
第4章 网络性能设计
第12页 共88页
4.1 网络带宽设计
2．网络服务的集线比设计
• 网络集线比：网络服务系统有效接入与最大接入能 力之间的比率。
• 计算机网络的集线比经验值为1：8～1：15。
主讲：易建勋
第4章 网络性能设计
第13页 共88页
4.1 网络带宽设计
• 网络服务集线比计算如下：
• 带宽考虑因素：
☆用户的服务类型。
☆用户的访问速度。
☆用户和服务器之间的连接质量。
主讲：易建勋
第4章 网络性能设计
第7页 共88页
4.1 网络带宽设计
• 网络服务类型：
☆偶尔少量的通信
☆突发性通信
☆固定带宽的流式传输
☆不定带宽的数据传输
主讲：易建勋
第4章 网络性能设计
第8页 共88页
4.1 网络带宽设计
第4章 网络性能设计
10kbit/s
128kbit/s 32kbit/s 32kbit/s 64kbit/s 32kbit/s 512kbit/s 256kbit/s～512kbit/s 64kbit/s 256kbit/s～512kbit/s
第6页 共88页
4.1 网络带宽设计
2 ．网络服务的特点
点对点
广播 广播 点对点 点对点 点对点 点对点
个人、小企业用户
局域网、城域网 个人、小企业用户 企业专线接入 城域网 城域传输网 城域传输网
主讲：易建勋
第4章 网络性能设计
第3页 共88页
4.1 网络带宽设计
2．以太网带宽不稳定的因素
• 带宽能否达到理论值，与网络采用阻塞式设计还是 非阻塞式设计相关。
• 因特网中，下行带宽大于上行带宽。
• 满足用户网络服务需求带宽不能低于256kb/s
• 基本的设计思想是：根据带宽占用大的业务来选择 线路带宽，并根据业务使用频度考虑带宽。
主讲：易建勋
第4章 网络性能设计
第5页 共88页
4.1 网络带宽设计
表4-2
业务类型
端到端网络业务最低带宽要求
最低上行带宽
最低下行带宽
内容提要 网络带宽设计（重点） 网络流量分析与设计 服务质量设计 拥塞控制 负载均衡设计（重点）
主讲：易建勋
第4章 网络性能设计
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4.1 网络带宽设计
• 网络的性能与成本成正比。
4.1.1 网络带宽的不稳定因素
1．网络带宽
• 基带网络中，带宽通常用来衡量数据的传输速率。
• ITU-T I.113建议规定，数据传输速率低于1.5Mb/s的 网络划分为窄带网；数据传输速率在 1.5Mb/s以上的 网络划分为宽带网。
ADSL
Ethernet HFC E1 ATM SDH/SONET DWDM
下8Mbit/s，上1Mbit/s
10/100/1 000Mbit/s 下36Mbit/s，上10Mbit/s 2.048Mbit/s 155 Mbit/s、655Mbit/s 51.84Mbit/s～2.5Gbit/s 2.5Gbit/s～40Gbit/s
主讲：易建勋
第4章 网络性能设计
第2页 共88页
表4-1
网络类型 X.25 ISDN FR DDN 54kbit/s
常用数据传输网络带宽
传输速率 通信方式 点对点 点对点 点对点 点对点 应用说明 城域网 个人、小企业用户 城域网，专线 城域网，专线
单：64kbit/s 19.2kbit/s～2Mbit/s 64kbit/s～2Mbit/s
4.1 网络带宽设计
4．带宽的分配策略
• 对链路进行带宽划分。
1．利用硬件设备进行网络带宽管理
• 网络带宽可以用软件的方法进行管理，也可以通过 带宽管理器、入侵控制系统（IPS）、路由器等硬件 设备进行控制和管理。 • 带宽管理器一般设置在边界路由器附近。 • 也可将带宽管理器内置在边界路由器中。
主讲：易建勋
第4章 网络性能设计
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4.1 网络带宽设计
☆网络服务有效工作时长=打开网页数×（网页大小+ 系统开销）/（用户带宽/8） ☆网络服务最大集线比=服务总工作时长/（网络服务 有效时长+服务间隔时长）
☆服务器最大用户数=（Web服务器带宽/用户接入带 宽）×最大集线比
主讲：易建勋
第4章 网络性能设计
第14页 共88页
4.1 网络带宽设计
4.1.5 网络带宽管理方法
网页浏览
收发邮件 FTP下载 网上聊天 网络游戏 IP电话1 视频会议 视频监控 视频点播1 BT下载
主讲：易建勋
32kbit/s
128kbit/s 200kbit/s 32kbit/s 64kbit/s～256kbit/s 32kbit/s 512kbit/s 256kbit/s～512kbit/s 256kbit/s 256kbit/s～512kbit/s
3．用户使用因特网的规律
主讲：易建勋
第4章 网络性能设计
第9页 共88页
4.1 网络带宽设计
4.1.3 网络带宽设计
1．阻塞式与非阻塞式设计
• 非阻塞式设计：上层链路带宽大于或等于下层链路 带宽的总和。 • 阻塞式设计：上层链路带宽低于下层链路带宽的总 和。 • 非阻塞式网络汇聚节点负载轻，网络扩展性好，但 是工程成本高。
4.1 网络带宽设计
主讲：易建勋
第4章 网络性能设计
第11页 共88页
4.1 网络带宽设计
4.1.4 网络服务集线比设计
1．电话集线比模型
• 集线比：可用信道与接入用户线的比例。
例如，一条E1线路可以同时接通30路电话，如果按1： 1的集线比，则只能接30条用户线，如果按1：8的集 线比，则可以接240条用户线。
• 双绞线线路质量的好坏，对网络带宽影响很大。 • 信号在传输过程中要消耗大约10%的系统开销。 • 环境温度、接头氧化等，都会造成带宽下降。
主讲：易建勋
第4章 网络性能设计
第4页 共88页
4.1 网络带宽设计
4.1.2 网络用户业务模型
1．用户网络业务最低带宽需求
• 局域网中，上行和源自文库行带宽相差不多。
主讲：易建勋
第4章 网络性能设计
第16页 共88页
4.1 网络带宽设计
2．利用软件防火墙进行网络带宽管理
如微软公司的ISA Server防火墙软件，也可以进行网 络带宽管理。 3．利用IOS进行网络带宽管理
利用路由器或交换机做策略控制，也可以限制网络 带宽。
主讲：易建勋
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4.1 网络带宽设计
2．网络服务的集线比设计
• 网络集线比：网络服务系统有效接入与最大接入能 力之间的比率。
• 计算机网络的集线比经验值为1：8～1：15。
主讲：易建勋
第4章 网络性能设计
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4.1 网络带宽设计
• 网络服务集线比计算如下：
• 带宽考虑因素：
☆用户的服务类型。
☆用户的访问速度。
☆用户和服务器之间的连接质量。
主讲：易建勋
第4章 网络性能设计
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4.1 网络带宽设计
• 网络服务类型：
☆偶尔少量的通信
☆突发性通信
☆固定带宽的流式传输
☆不定带宽的数据传输
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第4章 网络性能设计
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4.1 网络带宽设计
第4章 网络性能设计
10kbit/s
128kbit/s 32kbit/s 32kbit/s 64kbit/s 32kbit/s 512kbit/s 256kbit/s～512kbit/s 64kbit/s 256kbit/s～512kbit/s
第6页 共88页
4.1 网络带宽设计
2 ．网络服务的特点
点对点
广播 广播 点对点 点对点 点对点 点对点
个人、小企业用户
局域网、城域网 个人、小企业用户 企业专线接入 城域网 城域传输网 城域传输网
主讲：易建勋
第4章 网络性能设计
第3页 共88页
4.1 网络带宽设计
2．以太网带宽不稳定的因素
• 带宽能否达到理论值，与网络采用阻塞式设计还是 非阻塞式设计相关。
• 因特网中，下行带宽大于上行带宽。
• 满足用户网络服务需求带宽不能低于256kb/s
• 基本的设计思想是：根据带宽占用大的业务来选择 线路带宽，并根据业务使用频度考虑带宽。
主讲：易建勋
第4章 网络性能设计
第5页 共88页
4.1 网络带宽设计
表4-2
业务类型
端到端网络业务最低带宽要求
最低上行带宽
最低下行带宽
内容提要 网络带宽设计（重点） 网络流量分析与设计 服务质量设计 拥塞控制 负载均衡设计（重点）
主讲：易建勋
第4章 网络性能设计
第1页 共88页
4.1 网络带宽设计
• 网络的性能与成本成正比。
4.1.1 网络带宽的不稳定因素
1．网络带宽
• 基带网络中，带宽通常用来衡量数据的传输速率。
• ITU-T I.113建议规定，数据传输速率低于1.5Mb/s的 网络划分为窄带网；数据传输速率在 1.5Mb/s以上的 网络划分为宽带网。
ADSL
Ethernet HFC E1 ATM SDH/SONET DWDM
下8Mbit/s，上1Mbit/s
10/100/1 000Mbit/s 下36Mbit/s，上10Mbit/s 2.048Mbit/s 155 Mbit/s、655Mbit/s 51.84Mbit/s～2.5Gbit/s 2.5Gbit/s～40Gbit/s
主讲：易建勋
第4章 网络性能设计
第2页 共88页
表4-1
网络类型 X.25 ISDN FR DDN 54kbit/s
常用数据传输网络带宽
传输速率 通信方式 点对点 点对点 点对点 点对点 应用说明 城域网 个人、小企业用户 城域网，专线 城域网，专线
单：64kbit/s 19.2kbit/s～2Mbit/s 64kbit/s～2Mbit/s
4.1 网络带宽设计
4．带宽的分配策略
• 对链路进行带宽划分。
1．利用硬件设备进行网络带宽管理
• 网络带宽可以用软件的方法进行管理，也可以通过 带宽管理器、入侵控制系统（IPS）、路由器等硬件 设备进行控制和管理。 • 带宽管理器一般设置在边界路由器附近。 • 也可将带宽管理器内置在边界路由器中。
主讲：易建勋
第4章 网络性能设计
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4.1 网络带宽设计
☆网络服务有效工作时长=打开网页数×（网页大小+ 系统开销）/（用户带宽/8） ☆网络服务最大集线比=服务总工作时长/（网络服务 有效时长+服务间隔时长）
☆服务器最大用户数=（Web服务器带宽/用户接入带 宽）×最大集线比
主讲：易建勋
第4章 网络性能设计
第14页 共88页
4.1 网络带宽设计
4.1.5 网络带宽管理方法
网页浏览
收发邮件 FTP下载 网上聊天 网络游戏 IP电话1 视频会议 视频监控 视频点播1 BT下载
主讲：易建勋
32kbit/s
128kbit/s 200kbit/s 32kbit/s 64kbit/s～256kbit/s 32kbit/s 512kbit/s 256kbit/s～512kbit/s 256kbit/s 256kbit/s～512kbit/s
3．用户使用因特网的规律
主讲：易建勋
第4章 网络性能设计
第9页 共88页
4.1 网络带宽设计
4.1.3 网络带宽设计
1．阻塞式与非阻塞式设计
• 非阻塞式设计：上层链路带宽大于或等于下层链路 带宽的总和。 • 阻塞式设计：上层链路带宽低于下层链路带宽的总 和。 • 非阻塞式网络汇聚节点负载轻，网络扩展性好，但 是工程成本高。