第四讲网络流量分析.ppt
第4章 网络需求分析第第4 4章章 网络需求分析网络需求分析回顾l需求分析l问题：设计网络为什么要首先确定用户有效完成工作所需的网络服务和性能水平？l网络分析的技术指标l问题：列举几个你认为最重要的网络性能技术指标2第第4 4章章 网络需求分析网络需求分析3要点1.分析网络应用目标2.分析网络应用约束3.网络分析的技术指标4.因特网流量的特点5.5.分析网络流量6.网络工程案例教学第第4 4章章 网络需求分析网络需求分析4分析网络通信特征分析网络通信特征l分析和确定当前网络通信量和未来网络容量需求的方法参考因特网流量当前的特征需要通过基线(baseline)网络来确定通信数量和容量需要估算网络流量及预测通信增长量的实际操作方法参数的估算无疑为网络设计提供了依据第第4 4章章 网络需求分析网络需求分析5确定流量边界 l首先要分析产生流量的应用特点和分布情况，因而需要搞清现有应用和新应用的用户组和数据存储方式l要将企业网分成易于管理的若干区域。这种划分往往与企业网的管理等级结构是一致的l在网络结构图上标注出工作组和数据存储方式的情况，定性地分析出网络流量的分布情况l辨别出逻辑网络边界和物理网络边界来，进而找出易于进行管理的域来第第4 4章章 网络需求分析网络需求分析6网络逻辑边界l能够根据使用一个或一组特定的应用程序的用户群来区分，或者根据虚拟局域网确定的工作组来区分服务器客户机路由器局域网服务器广域网大型存储器虚拟工作组1成员虚拟工作组2成员第第4 4章章 网络需求分析网络需求分析7网络物理边界l可通过逐个连接来确定一个物理工作组。通过网络边界可以很容易地分割网络客户机局域网服务器广域网大型存储器场点1边界场点2边界场点3边界场点4边界场点1场点2场点3场点4第第4 4章章 网络需求分析网络需求分析8分析网络通信流量特征 l刻画流量特征包括辨别网络通信的源点和目的地分析源点和目的地之间数据传输的方向和对称性l在某些应用中，流量是双向的且对称的l在另一些应用中，流量是双向非对称的：客户机发送少量的查询数据，而服务器则发送大量的数据l在广播式应用中，流量是单向非对称的第第4 4章章 网络需求分析网络需求分析测量现有网络的流量l测量方式大体可分为两类一是主动式，它通过主动发送的测试分组序列来测量网络行为二是被动式，它通过被动俘获流经测试点的分组来测量网络行为l核心概念是通信流(Flow)：对一个呼叫或连接的人为的逻辑对应，流属性(源/目的地址，源/目的端口号，分组计数，字节计数等)具有聚合性质，反映了在起始和停止范围内发生的事件l填写有网络的通信流量表(有时难以测量)9第第4 4章章 网络需求分析网络需求分析现有网络的通信流量流源1流源2流源n信源1 Mpbs路径 Mpbs路径 Mpbs路径信源2信源n10第第4 4章章 网络需求分析网络需求分析通信流量分类l客户机/服务器方式l对等方式l服务器/服务器方式l分布式计算方式l终端/主机方式11第第4 4章章 网络需求分析网络需求分析估计应用的通信负载l估算应用的性质每次通信的通信量传输对象大小并发数量每天各种应用的频度12第第4 4章章 网络需求分析网络需求分析应用程序对象的近似长度对象类型长度(kpbs)终端屏幕4电子邮件信息10Web网页(包括GIF和JPEG图像)50电子表格100文字处理文档200图形计算机屏幕500演示文档2,000高分辩率图像(打印质量)50,000多媒体对象100,000数据库备份1,000,00013第第4 4章章 网络需求分析网络需求分析估计主干或广域网上的通信负载14客户机电子邮件服务器主干网CAD服务器子网1子网2子网3文件服务器主干流量Web服务器第第4 4章章 网络需求分析网络需求分析通信量分布表应用应用每子网分布率每子网分布率模拟会话模拟会话平均事务大小平均事务大小总访问容量总访问容量电子邮件33/33/33150/秒3KB4.6 Mpbs文件传输25/25/50100文件/小时4.5MB560 kpbsWeb浏览50/25/25200网页/秒50KB10 MpbsCAD服务器0/50/5065/小时40MB5.78 Mpbs15第第4 4章章 网络需求分析网络需求分析16要点1.分析网络应用目标2.分析网络应用约束3.网络分析的技术指标4.因特网流量的特点5.分析网络流量6.6.网络工程案例教学第第4 4章章 网络需求分析网络需求分析案例1：网络实验室局域网的设计l案例教学要求：掌握设计规模达几十台PC的专用LAN的技能与方法掌握用Visio绘制该LAN网络拓扑图的方法案例教学环境：PC 1台，Microsoft Visio软件1套l设计要点：为新建的网络实验室设计局域网，需要进行网络需求分析。该实验室具有80台PC，且它们需要共享实验服务器信息用百兆交换机若干配置交换机的链路聚合功能17第第4 4章章 网络需求分析网络需求分析需求分析和设计考虑需求分析和设计考虑l一个具有80台PC的网络实验室仍然属于一个小型LAN，但由于该网络有几十名学生要在较短时间内（如10秒时间内）打开共享实验服务器上的信息需求，需要对网络应用需求进行分析，并进行相应的设计：18第第4 4章章 网络需求分析网络需求分析需求分析l取4台PC为一组，组内突发流量峰值可达几十Mpbs，组间的通信量通常较小。组内使用一个8端口的百兆交换机l80台PC需要同时共享实验服务器的信息，打开实验支持系统网站页面(约30KB)、下载软件实验工具(约3MB)和文档(约80KB)。为了使时延感觉不致太大，要求访问文件的时延不大于10秒l要求在10秒内从一台服务器向外输出量将约达250MB，即约199Mpbsl考虑到一台服务器输入数据需要处理动态网页和处理数据库的能力，将难以保证在10秒内完成这样的任务。因此，可以考虑采用双服务器设计方案19第第4 4章章 网络需求分析网络需求分析设计方案每40台PC共享一台服务器，这样共需两台服务器由于目前的专用PC服务器通常都标准配置两块千兆网卡，服务器与交换机连接可采用两个百兆链路聚合的措施，增强访问服务器的能力每4台PC组成一组，共需20组；每组用一个8端口百兆交换机将它们相连，共需20个这样的交换机每10组用一个16端口的百兆交换机互联，形成多星结构为了增加容错能力，我们还将这两台16端口的百兆交换机用百兆双绞线连接起来20第第4 4章章 网络需求分析网络需求分析一种网络实验室的设计方案21第第4 4章章 网络需求分析网络需求分析设计提示l选用交换机时应用注意交换机的规格系列，交换机的接口数量规格通常只有8口、16口、24口、48口等接口速率通常有10/100 Mpbs、1000 Mpbs和10 Gpbs接口类型通常有双绞线和光纤，而且1000 Mpbs及以上速率的接口通常为光纤介质22第第4 4章章 网络需求分析网络需求分析案例2：办公环境局域网的设计l案例教学要求：掌握设计规模达200台PC的办公LAN的技能与方法掌握用Visio绘制该网络拓扑图的方法l案例教学环境：PC1台，Microsoft Visio软件1套l设计要点：办公环境设计局域网，需要进行网络需求分析。该办公环境大约有200台PC，它们需要共享各种办公服务器信息由于该网覆盖区域较大，机器数量较多，但可容忍；可以采用千兆交换机作为该网的主干，即采用“千兆到交换机，百兆到桌面”的网络拓扑23第第4 4章章 网络需求分析网络需求分析需求分析和设计考虑需求分析和设计考虑l办公网络环境包括了较多的网络信息服务器，如DNS服务器、Web服务器、电子邮件服务器，支持多种信息查询，网络流量高度不均匀l办公环境覆盖范围可达400500米，并可能覆盖几个楼层l网络短时间的中断影响不大，因此不必考虑冗余备份措施，降低系统的造价l设置中心交换机和各楼层主交换机，它们之间采用千兆速率光缆；各楼层主交换机到各办公室交换机以及各办公室交换机到桌面PC之间采用百兆双绞线l各网络信息服务器与中心交换机相连24设计方案l l如果如果6 6台台PCPC一组，约需一组，约需3434组，每组用一个组，每组用一个8 8端端口百兆交换机，共需口百兆交换机，共需3434个这样的交换机个这样的交换机l l每层安置每层安置11111212组，可组，可用一个用一个1616端口的百兆交端口的百兆交换机互联这些组换机互联这些组l l这些层交换机应具有一这些层交换机应具有一个千兆光端口，与中心个千兆光端口，与中心的一个千兆交换机相连，的一个千兆交换机相连，形成多星结构形成多星结构l l为增加访问专用为增加访问专用PCPC服务服务器的速度，用器的速度，用2 2条千兆条千兆链路聚合起来与服务器链路聚合起来与服务器的两块千兆网卡相连的两块千兆网卡相连25设计方案26第第4 4章章 网络需求分析网络需求分析设计提示l当LAN中的用户机器较多时，需要用多级交换机形成星型网络结构。l其中的设计要点是：传输速率考虑：从桌面到层交换机的百兆，到层交换机到中心交换机的千兆；传输介质考虑：距离不超过100米采用双绞线，距离超过100米采用光缆；服务器效率考虑：采用交换机链路聚合技术增强共享服务器能力。27第第4 4章章 网络需求分析网络需求分析28绘制网络结构图l为了确定网络的基础结构特征，首先需要勾画出网络结构图，并标示出主要网络互连设备和网段位置这包括记录主要设备和网段的名字与地址，以及识别寻址和命名的标准方法同时要记录物理电缆的类型和长度及环境方面的约束条件l网络结构图是现有网络结构的反映，或反映了上面对网络分析的结果，从而形成了网络设计的基本出发点第第4 4章章 网络需求分析网络需求分析29Microsoft公司Visio第第4 4章章 网络需求分析网络需求分析30用Microsoft Visio绘制网络图 l包括逻辑网络图、物理网络图和目录服务图这三部分功能 l逻辑网络图表示网络中的设备以及如何进行相互连接l物理网络图表示网络设备的物理连接方式，或其在特定地点(如服务器机房)的布置方式l目录服务图利用 Microsoft Visio 的三种目录服务模板，可以设计新目录、创建现有目录的备用设计或创建对当前网络目录服务的更新或迁移的规划第第4 4章章 网络需求分析网络需求分析小结l采用适当的分析网络流量的方法，对于网络需求分析是十分重要l设计网络实验室局域网和办公环境局域网的技术最为实用31第第4 4章章 网络需求分析网络需求分析网络工程案例教学作业1.参照“案例1：网络实验室局域网的设计”中所给的设计条件，只是这时实验室的PC为60台，并且每6台为一组。试进行相关设计并用Visio画出设计方案示意图。2.参照“案例2：办公环境局域网的设计”中所给的设计条件，只是这时办公环境覆盖4层楼，联网PC约为300台。试进行相关设计并用Visio画出设计方案示意图。32
