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　　【摘要】本文通過對近年來互聯網流量類型的分析，針對當前流量管理中存在的問題，提出了有效業務識別、保護關鍵業務、靈活控制非關鍵業務的帶寬管理方法，并預測了寬帶管理帶來的業務前景。


　　1　近年來互聯網流量的發展變化趨勢

　　1.1　互聯網流量協議分析

　　通過對一個典型網絡出口流量的協議分析（圖1）可以看出，當前網絡流量中的主要協議類型為TCP，占總流量的比例高達80％，其次為UDP，為18％，其它協議類型流量較少，不足2％。

1.2　互聯網流量應用分析

　　進一步深入到網絡的應用層分析（圖2）可以看出，當前網絡流量主要的應用成分為P2P流量和HTTP流量， FTP及其它知名應用流量（Generic）所占比例很少，剩余流量為不知名的TCP及UDP流量。

　　其中P2P流量在不同時段的比例在40％～70％之間，夜間所占比例相對于白天更高，這和許多P2P用戶經常24小時在線的特點相吻合。

　　1.3　互聯網流量TCP端口分析

　　從針對協議分析的結果可以看出，網絡中80％的流量是TCP流量，我們進一步分析TCP流量，得到不同端口TCP流量的分布情況。

　　當前互聯網中最普遍使用的協議是WWW服務程序所用的協議HTTP（超文本傳輸協議），通常使用TCP 80端口。從圖3分析中可以看出，80端口的流量明顯高于其它端口，其次是P2P軟件的常見端口（4662、16881、8000、8080），其它排名靠前端口的流量（TCP 25 SMTP、TCP 433 NNSP、TCP 10000等）在總流量中所占比例很小，但剩余端口（other）的流量和卻超過了TCP總流量的50％。

　　以上分析說明，TCP協議的流量，除80端口外，其它單個端口的流量都較小，TCP協議流量在不同端口的分布性較廣。

　　對比“互聯網流量應用分析”的結果，可以得出結論：當前，在流量應用分析中占據首位的P2P流量，由于使用了動態端口技術，其流量的端口分布很廣。

　　根據我們2003年初的分析記錄，當時的HTTP服務成分達到70％，未知端口（other）的成分不足20％，可見近兩年來，互聯網流量成分的變化主要體現在80端口和未知端口流量的此消彼漲。


　　2　目前在流量管理中存在的問題

　　隨著ADSL、以太網接入、CableModem等寬帶接入技術的迅速普及，基于IP的寬帶網絡已成為未來網絡發展的必然趨勢。

　　然而在部署更高性能的網絡設備和更龐大的網絡帶寬的同時，運營商、網絡管理員和最終用戶都發現網絡擴容的結果往往難以令人滿意，基于帶寬批發理論的網絡設計架構（核心－匯聚－接入模型）受到新型網絡應用模式（點對點模型）的強烈挑戰，不可避免地面臨以下三個問題：

　　2.1　帶寬增長與網絡規劃的不一致

　　寬帶運營商的網絡規劃是寬帶運營商建設網絡的重要步驟，運營商非常有必要建立起一種機制來統計同時在線用戶數、每用戶每天在線時間和每用戶平均帶寬消耗等重要參數，利用一定量范圍內的統計數據，就可以建立起寬帶運營商自己的流量模型，而這些流量模型具備的統計價值以及對寬帶上網用戶的消費帶寬的習慣對運營商合理地規劃網絡和建設網絡甚至開發新的產品以及評估新產品的可行性是非常重要和必要的。

　　但是由于目前缺乏對用戶應用的了解和相應的技術手段，這些流量模型的建立是非常困難的，因此也無法相對準確地對網絡的建設進行規劃，運營商往往是依照經驗進行計劃和規劃，而這些經驗值往往是不準確和缺乏理論依據的。


　　2.2　帶寬增長與用戶體驗的不一致

　　典型的運營商IP寬帶網絡中，由于不同級別的業務流量在相同的鏈路/通道上以“Best effort”方式進行帶寬競爭占用，新型P2P應用利用多線程等方式，往往搶占了大部分的網絡帶寬和設備處理/轉發資源，造成總體的用戶服務體驗的下降。

　　·大客戶：由于關鍵應用得不到質量保證，不得已選擇其他運營商的服務。

　　·普通用戶：由于常用的服務業務在業務高峰時期體驗越來越差，怨聲載道。

　　雖然不斷的網絡擴容能暫時緩解用戶的投訴，但不是根本的解決之道。

　　2.3　帶寬增長與業務收益的不一致

　　寬帶網絡的收益模式，同樣也遵循經典的“80/20理論”，如下表所示：

　　由此可見，服務提供商必須找到對付這些“Abusive Subscribers（侵略型用戶）”的方法，解決P2P應用攻擊性產生的影響。簡單地增加網絡容量，產生的成本和費用太高，增加了網絡的復雜程度，并使得網絡更不易于管理和維護。

　　為應對網絡應用的日新月異和用戶不斷增長的業務需求，運營商和大型公司網絡的管理者都迫切希望能在現有IP網絡架構的基礎上，實現有效的基于應用識別的網絡帶寬管理。


　　3　帶寬管理的實現方法

　　3.1　對業務的有效識別

　　應用流量的復雜性和多變性,使得傳統的利于IP地址和協議端口的流量識別技術已無法滿足寬帶網絡應用成分分析的要求�，F有三/四層設備的QoS、排隊和整形機制都不足以實施應用識別和帶寬控制這樣的“智能策略”，因為它們不能提供規定的控制級別功能。

　　當前業界最新的應用識別技術可分為兩大類型（見下表）：

　　3.2　對關鍵業務的有效保護

　　大客戶使用的關鍵性業務（ERP系統、視頻會議系統等）往往以互動方式進行信息交互，網絡擁塞帶來的時延過長、抖動異常等問題會直接導致用戶的應用體驗下降。所以為關鍵性業務提供充足的帶寬通道是提升用戶滿意度的重要環節。

　　3.2.1　提供ATM級別的帶寬預留

　　以類似PVC的方式將鏈路帶寬劃分為不同的管道，分配給不同用戶和不同應用使用。在帶寬空閑時，允許高端客戶進行合理的帶寬突發，為高端客戶提供差異化的服務體驗。

　　3.2.2　提供面向用戶和會話的帶寬

　　在為大客戶分配專門帶寬“管道”的基礎上，可以為單個用戶/會話進一步分配獨立的帶寬“子管道”，避免由于單個用戶對帶寬過度使用造成的業務影響。

　　3.3　對非關鍵業務的靈活控制

　　3.3.1　普通業務

　　常規的HTTP、E-mail等大眾用戶常用的應用，是運營商提供“普遍服務”的重要內容，此類業務一般不會帶來非�？捎^的業務收益，但服務質量下降時往往會帶來大量業務投訴，所以為普通業務提供一個合理有效的服務質量級別非常重要。可以采用較為寬松的管理策略，為所有普通業務分配一個“管道”，并設定一個合理的突發上限，這樣既保證了普通業務的服務滿意度，又控制了服務提供的成本。

　　3.3.2　低價值業務

　　在采用固定費用的條件下，新興的P2P網絡應用往往會大量的占用網絡帶寬資源，造成網絡的擁塞和低效，而持續增長的P2P流量不會為運營商帶來相應的收益以彌補網絡擴容帶來的成本支出，所以策略性的限制低價值業務流量的帶寬占用，是保證全網流量水平正常的重要舉措。例如，在每天9點～22點的業務高峰期，將低價值業務的帶寬峰值限制在5％～10％，剩余時段上限閥值做適當上調。

　　3.3.3　危害性業務（攻擊/病毒流量）

　　基于業務識別的帶寬管理，首次在全網安全的高度，提供了有效控制攻擊/病毒流量的網絡安全手段。基于流量特征分析的方法，可以在網間互聯點準確地對攻擊流量進行識別和阻斷，有效防止跨運營商進行大范圍網絡攻擊的行為。


　　4　帶寬管理帶來的業務前景

　　對于運營商而言，寬帶網絡的發展仍處在用戶不斷增長的擴張期，但各類網絡應用的迅速出現和網絡環境的日趨復雜，要求網絡運營者必須進行有效的帶寬管理，以滿足未來市場競爭的要求。

　　有效的網絡帶寬管理，將促進并最終幫助運營商實現如下的重要轉變。

　　4.1　由“接入服務”演變為“內容服務”

　　基本的接入服務，不再是運營商服務項目的全部，提供豐富多樣的應用和業務，滿足用戶的商業/個人需求才是競爭中最有力的武器。帶寬管理能夠保證寬帶網絡上內容提供的效果和質量，使運營商最終變成信息資訊的承載者和提供者。

　　4.2　由“單一服務級別”演變為“多種服務級別”

　　對應用和信息的不同需求，使得不同用戶對網絡服務提出了不同的需求，按需服務和個性化銷售，是運營商實現商業價值最大化的重要手段。帶寬管理能夠面向不同客戶需求提供不同級別的網絡服務，從而最終提升用戶的使用體驗。

　　帶寬管理技術將為寬帶互聯網提供更多實現“精細化”經營的手段，運營商將逐步實現分等級的客戶服務，改變互聯網“免費”或者“廉價”的觀念，給用戶提供基于新網絡的差異化服務，從技術上保證了業務整合與市場細分的操作可行性。


作者：黃蕊，凌東　

摘自：中國新通信