宽带互联网的带宽管理

　　【摘要】本文通过对近年来互联网流量类型的分析，针对当前流量管理中存在的问题，提出了有效业务识别、保护关键业务、灵活控制非关键业务的带宽管理方法，并预测了宽带管理带来的业务前景。


　　1　近年来互联网流量的发展变化趋势

　　1.1　互联网流量协议分析

　　通过对一个典型网络出口流量的协议分析（图1）可以看出，当前网络流量中的主要协议类型为TCP，占总流量的比例高达80％，其次为UDP，为18％，其它协议类型流量较少，不足2％。

1.2　互联网流量应用分析

　　进一步深入到网络的应用层分析（图2）可以看出，当前网络流量主要的应用成分为P2P流量和HTTP流量， FTP及其它知名应用流量（Generic）所占比例很少，剩余流量为不知名的TCP及UDP流量。


　　其中P2P流量在不同时段的比例在40％～70％之间，夜间所占比例相对于白天更高，这和许多P2P用户经常24小时在线的特点相吻合。

　　1.3　互联网流量TCP端口分析

从针对协议分析的结果可以看出，网络中80％的流量是TCP流量，我们进一步分析TCP流量，得到不同端口TCP流量的分布情况。

　　当前互联网中最普遍使用的协议是WWW服务程序所用的协议HTTP（超文本传输协议），通常使用TCP 80端口。从图3分析中可以看出，80端口的流量明显高于其它端口，其次是P2P软件的常见端口（4662、16881、8000、8080），其它排名靠前端口的流量（TCP 25 SMTP、TCP 433 NNSP、TCP 10000等）在总流量中所占比例很小，但剩余端口（other）的流量和却超过了TCP总流量的50％。

　　以上分析说明，TCP协议的流量，除80端口外，其它单个端口的流量都较小，TCP协议流量在不同端口的分布性较广。

　　对比“互联网流量应用分析”的结果，可以得出结论：当前，在流量应用分析中占据首位的P2P流量，由于使用了动态端口技术，其流量的端口分布很广。

　　根据我们2003年初的分析记录，当时的HTTP服务成分达到70％，未知端口（other）的成分不足20％，可见近两年来，互联网流量成分的变化主要体现在80端口和未知端口流量的此消彼涨。


　　2　目前在流量管理中存在的问题

　　随着ADSL、以太网接入、CableModem等宽带接入技术的迅速普及，基于IP的宽带网络已成为未来网络发展的必然趋势。

　　然而在部署更高性能的网络设备和更庞大的网络带宽的同时，运营商、网络管理员和最终用户都发现网络扩容的结果往往难以令人满意，基于带宽批发理论的网络设计架构（核心－汇聚－接入模型）受到新型网络应用模式（点对点模型）的强烈挑战，不可避免地面临以下三个问题：

　　2.1　带宽增长与网络规划的不一致

　　宽带运营商的网络规划是宽带运营商建设网络的重要步骤，运营商非常有必要建立起一种机制来统计同时在线用户数、每用户每天在线时间和每用户平均带宽消耗等重要参数，利用一定量范围内的统计数据，就可以建立起宽带运营商自己的流量模型，而这些流量模型具备的统计价值以及对宽带上网用户的消费带宽的习惯对运营商合理地规划网络和建设网络甚至开发新的产品以及评估新产品的可行性是非常重要和必要的。

　　但是由于目前缺乏对用户应用的了解和相应的技术手段，这些流量模型的建立是非常困难的，因此也无法相对准确地对网络的建设进行规划，运营商往往是依照经验进行计划和规划，而这些经验值往往是不准确和缺乏理论依据的。


　　2.2　带宽增长与用户体验的不一致

　　典型的运营商IP宽带网络中，由于不同级别的业务流量在相同的链路/通道上以“Best effort”方式进行带宽竞争占用，新型P2P应用利用多线程等方式，往往抢占了大部分的网络带宽和设备处理/转发资源，造成总体的用户服务体验的下降。

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