带宽选择

带宽选择（精选七篇）

带宽选择 篇1

2014年3月, 本人受某市财政局委托, 参加了该市“社会治安视频监控与报警综合管理系统 (即天网工程) ”视频信号网络传输带宽选择的论证, 并负责主要测试工作。因本工程所用视频信号传输网络是租用自某电信运营商, 运营商按照每条线路的租用带宽进行计费, 所以论证测试的目的在于:在满足实际监控效果的前提下, 选择并验证最具性价比的带宽方案。

本工程相关基本情况如下:

监控点位共计3 900个, 已基本安装到位, 全部选用200万像素1080P高清网络摄像头, 分辨率达1 920×1 080, 图像压缩算法基于标准:H.264Main Profile, 为兼顾动态监控效果, 摄像头帧频设置经论证已确定为25帧/秒;监控图像由各监控点汇集到公安分局或派出所, 再集中传输到运营商中心机房, 全网与其他无关网络物理隔离, 均为新建网络, 经论证, 网络设备的设置满足传输要求, 不需要考虑网络拥塞等问题。

2 测试项目

测试项目共三项:带宽、图像质量、码流, 三者的测试关系为:最终要确定在图像质量可接受的前提下, 摄像机的码流应设置为多少 (单位:Mbps) , 所需网络传输带宽最小是多少 (单位:Mbps) 。三项测试参数具体描述如下:

2.1 带宽

1) 名词解释:在单位时间内从网络中的某一点到另一点所能通过的“最高数据率”, 单位为bps (bit/s) 。

2) 测试要求:即运营商提供的网络实际上行、下行带宽是否能达到承诺的数值。

选取2 Mbps、4 Mbps、6 Mbps、8 Mbps带宽分别进行验证, 测试系统在不同数据帧大小情况下, 从两个方向测得的最低吞吐率应达到表1中数值 (国家标准无2M、4M、6M、8M带宽吞吐率数值规定, 以下数值依据国家标准GB/T 21671推导换算得出, 线路利用率按99%计算) :

3) 测试工具:安捷伦FS350网络测试仪 (两台)

2.2 图像质量

1) 名词解释:指被测图像 (即目标图像) 相对于标准图像 (即原图像) 在人眼视觉系统中还原原图像的能力。图像质量是一个相对宽泛的测试项目, 结合监控工程具体要求, 确定的图像质量测试参数为:静态画面水平清晰度、动态画面主观评价, 共计两个参数。

2) 测试要求:按照国家相关标准要求, 监控视频图像的静态画面水平清晰度应≥400线, 线数越高, 图像质量越好。

动态画面主观评价应按下述条件打分, 并对具体现象进行描述:图像上不觉察有损伤或干扰存在:5分;图像上稍有可觉察的损伤, 但并不令人讨厌:4分;图像上有明显的损伤或干扰, 令人感到讨厌:3分;图像上损伤或干扰严重, 令人相当讨厌:2分;图像上损伤或干扰极严重, 不能观看:1分。

3) 测试工具:测试在满足摄像机标准照度条件下进行, 采用符合国家标准的监视器。静态画面水平清晰度测试标靶为:高清 (1080P) 监控摄像机测试卡;动态画面图像质量为主观评价描述。

2.3 码流

1) 名词解释:指视频文件在单位时间内使用的数据流量, 也叫码率, 视频文件的码流越大, 压缩比就越小, 画面质量就越好, 单位为bps (bit/s) 。

注意区别:带宽是网络参数, 描述的是网络通道的通行能力, 类似于路面宽度的概念;码流是摄像机图像压缩设置参数, 码流设置越小, 占用的带宽就越小, 但图像质量就越差, 类似于路面上并排行驶的车辆数的概念。

2) 测试要求:本项目为辅助参数, 只在摄像机参数中远程设置即可, 结合带宽和图像质量进行评价。

3 测试过程

3.1 测试地点

测试地点共两处:主测点在某电信运营商枢纽机房, 现场测试点在市区监控点随机抽取。

3.2 测试步骤

1) 选定现场测试点, 在枢纽机房对该摄像点的传输帧频、码流和网络传输带宽分别进行设置 (其中码流和带宽有多重组合方案, 具体组合方案见测试结果列表) ;

2) 设置完成后使用网络测试仪测试该线路测试点到枢纽机房的实际带宽是否能达到设置值;

3) 如带宽符合要求, 则分别测试该测试点的图像质量;

4) 静态画面水平清晰度:使用高清 (1080P) 监控摄像机测试卡, 由现场测试人员对准摄像机举靶, 调整图像, 使测试卡在监控图像中正好四角入框, 读取监控图像中测试卡水平清晰度;动态画面主观评价:将摄像机对准该测试点主监控画面, 观察画面色彩还原、动态还原、传输延迟等情况, 做出综合评价。

5) 调整不同码流和带宽组合方案 (具体组合方案见测试结果列表) , 重复上述测试步骤, 记录测试结果。

4 结论分析

4.1 测试结果 (见表2)

4.2 具体分析

1) 某电信运营商所提供的网络传输链路带宽符合其标称值;

2) 当带宽设置和码流设置相同时 (即方案1、3、5) , 图像延迟现象严重, 甚至出现卡死, 进一步分析我们知道, 带宽设置和码流设置相同, 网络链路的利用率达到了100%, 而根据GB/T21671, 以太网链路平均利用率应≤70%, 结合测试结果, 方案1、3、5 (带宽、码流为相同值) 不可取;

3) 方案2 (4M带宽、2M码流) 图像质量不可接受, 结合监控工程实际经验分析, 视频数据流实际传输仍为2 MBit/s, 不能满足200万像素1080P高清网络摄像头传输要求, 该方案不可取;

4) 方案4、6、7图像质量均可接受。

因运营商按链路带宽收取租费, 按照兼顾成本的原则, 并不能一味追求高带宽, 结合上述结果分析, 最终优选方案为方案4, 即6M带宽、4M码流。

5 综述

目前, “天网工程”在全国各城市社会治安管理中均发挥着关键作用, 各地也都在加大力度进行此类工程的建设, 解决监控效果和投资成本兼顾的问题显得越来越重要, 本文从网络传输成本控制的角度进行技术分析, 确定合理的带宽选择方案, 对其他城市的“天网工程”建设也有一些参考意义。

摘要：叙述了某市“天网工程”所需视频信号网络传输带宽的测试和论证过程, 通过举例说明了如何在兼顾图像质量和成本控制的前提下, 选取最优带宽, 该方法经过了实际验证, 填补了目前此类测试的空白。

关键词：天网工程,码流,带宽,静态画面水平清晰度,动态画面主观评价

参考文献

带宽选择 篇2

美国联邦通信委员会 (FCC) 在2002年将3.1~10.6 GHz频段划归为超宽带通信系统的通信频段[1], 从那以后, 研究人员广泛研究超宽带通信系统的设计和应用[2,3,4,5]。然而, 在3.1~10.6 GHz频段内覆盖了无线局域网 (WLAN) 使用的5.15~5.85 GHz频段, 这会给超宽带通信系统带来潜在的干扰。为了抑制超宽带通信系统与无线局域网通信系统之间存在的干扰, 传统的做法是在超宽带通信系统中额外地引入5.15~5.85 GHz频段阻带滤波器滤, 将5.15~5.85 GHz频段信号滤除。但这样的方法加大了整个系统设计的复杂度, 同时还增加了整个系统的设计和物料成本。

为降低整个系统的复杂度和成本, 天线设计人员已经设计出了各种各样的带有陷波结构的超宽带天线[6,7,8,9,10], 用陷波结构来替代带阻滤波器。实现陷波特性的方法包括:在单极子天线的辐射单元陷入不同结构的缝隙[6,7], 改变缝隙天线的馈电枝节结构[8]或引入多余的微带谐振器[9,10]。但是, 上面所述的陷波结构只能产生单个滤波频率点, 相当于引入一个一阶的滤波器, 使得陷波结构产生的阻带的选择性较差, 并且阻带的带宽较窄, 导致不能有效地消除超宽带通信系统与其他通信系统之间的信号干扰, 降低超宽带系统的通信质量。

为此, 本文提出了一种具有良好陷波特性的矩形缝隙超宽带天线。通过引入T形微带枝节馈电的矩形缝隙作为天线作为辐射单元, 可以实现超宽带天线的阻抗匹配。在T形馈电枝节上嵌入一个开路的矩形缝隙和在地板上嵌入一对开路的矩形缝隙, 相当于引入了一个二阶的滤波器。与传统的一阶滤波器相比, 二阶滤波器产生的阻带特性具有很大的提高。另外, 陷波的带宽可以通过改变所嵌入的缝隙的宽度和位置来调节。

1 天线设计

图1显示的是提所出天线的结构和尺寸, 天线雕刻在一块尺寸为22.4 mm×25.9 mm的PCB射频电路基板上, 所采用的电路基板的厚度为0.8 mm, 介电常数为2.55。天线的辐射单元为矩形缝隙, 由T形微带直接馈线。在天线的设计过程中, 通过电磁仿真软件HFSS优化矩形缝隙和T形微带介质的参数尺寸, 可以实现天线在超宽带频段内良好的阻抗匹配。

为了实现在5.1~5.85 GHz频段的二阶滤波特性, 采用二阶陷波结构。二阶陷波结构由嵌入在T形馈电枝节上的开路矩形缝隙和嵌入在地板上的一对开路的矩形缝隙构成。T形枝节上的缝隙和地板上的矩形缝隙能分别产生一个滤波频率, 当这两个频率耦合在一起时, 就产生了二阶滤波特性。缝隙的长度可以通过下面的公式得到:

式中:εr为介质的相对介电常数;c是光在真空中的速度;f1, f2分别为嵌入在T型枝节上的缝隙和嵌入地板上的缝隙所产生的滤波频率。在本设计中, f1, f2的初始值分别为5.2 GHz和5.52 GHz。根据上述的设计方法, 采用HFSS仿真软件优化后天线的尺寸见表1。

mm

在陷波超宽带天线的现实应用中, 如果陷波具有良好的选择性, 会改善通信的质量, 因此, 陷波的选择性是衡量天线性能的重要指标。为了衡量陷波的选择性, 采用式 (3) 所示的选择标准:

式中:BW-3 d B和BW-10 d B分别为阻带的-3 d B和-10 d B带宽。

图2显示了具有二阶陷波结构的天线和具有一阶陷波结构天线的回波损耗比较。从图中可见, 前面两种天线只产生一个滤波频率, 而后面一种天线能产生两个滤波频率。当这两个滤波频率耦合在一起时, 形成单个具有二阶响应特性的陷波, 并且在陷波的两边分别形成一个传输零点。二阶陷波天线的fc值为0.55, 前面两种一阶陷波天线的fc值分别为0.23和0.29。从这三种天线fc的数值可以看出, 具有二阶陷波结构的天线具有更好的选择性。

为了使天线能应用在各种不同的无线通信系统中, 那么陷波的带宽的可控性就是另外一个很重要的指标。图3、图4分别研究了所嵌入的缝隙宽度和位置对陷波带宽的影响。从图中可见, 陷波带宽随缝隙宽度的变大而变宽, 随a1和a2的变大而变宽。

2 实验结果

根据表1中给出的天线尺寸, 制造了天线的样品并对其进行测试。仿真和测试的回波损耗如图5所示。从图中可见, 天线的-10 d B阻抗带宽为3.12~11 GHz, 陷波带宽为5.05~6.06 GHz, 仿真和测试的结果基本吻合。

为了解释陷波产生机理, 图6显示了在5.2 GHz和5.52 GHz频率下的电路分布图, 在5.2 GHz频率下, 电流主要集中在地板上的缝隙周围, 而在5.52 GHz频率下, 电流主要集中在T形枝节的缝隙周围, 在5.2和5.52 GHz频率下, 极少的电流分布在矩形缝隙边缘, 造成天线在这两频率点附近产生较大的衰减和阻抗失配, 从而形成陷波。

图7显示的是天线除了在4 GHz, 7 GHz和9 GHz E面和H面的辐射方向图。从图中可见, 天线的方向图具有较好的全向性。天线的增益如图8所示, 从图中可见, 天线在陷波频段的增益下降得非常显著, 而在其他的频段内增益变化曲线比较平坦, 数值在3.5~5.7 d Bi之间。

3 结论

本文提出了一种具有改进陷波特性的超宽带天线的设计方法。改善了陷波的选择性和带宽, 有效地抑制了WLAN 5~6 GHz频段通信系统对超宽带通信系统的干扰, 并提出了一种新的二阶陷波结构。另外, 陷波的带宽可以简单地通过改变所嵌入的缝隙的宽度和位置来调节。该天线具有较好的辐射全向性, 可以广泛地应用于超宽带通信系统中。

摘要：提出一种具有改善陷波特性的超宽带缝隙天线, 该天线由T形微带枝节馈电的矩形缝隙天线来实现超宽频阻抗带宽, 由嵌入在T形枝节上的1 4波长缝隙和地板上的一对1 4波长的缝隙构成两阶滤波器, 实现陷波优越的选择形和带宽特性。另外, 可以通过调整所嵌入的缝隙的宽度和位置来调节陷波的带宽。该天线具有较好的全向辐射特性, 可以应用在各种超宽带通信系统中。

关键词：超宽带天线,双陷波特性,缝隙天线,可控陷波带宽

参考文献

[1]FCC.Revision of part 15 of the commission's rules regarding ultra-wide-band transmission system[R].USA:FCC, 2002.

[2]NGUYEN D T, LEE D H, PARK H C.Very compact printed triple band-notched UWB antenna with quarter-wavelength slots[J].IEEE Antennas Wireless Propag Letters 2012, 11:411-414.

[3]TSAI C L, YANG C L.Novel compact eye-shaped UWB antennas[J].IEEE Antennas Wireless Propag Letters, 2012, 11:184-187.

[4]SUNG Y.UWB monopole antenna with two notched bands based on the folded stepped impedance resonator[J].IEEE Antennas Wireless Propag Letters, 2012, 11:500-502.

[5]BOD M, TAHERI M M S.Compact UWB printed slot antenna with extra Bluetooth, GSM, and GPS bands[J].IEEE Antennas Wireless Propag Letters, 2012, 11:531-534.

[6]KIM Y, KWON D H.CPW-fed planar ultra-wideband antenna having a frequency band notch function[J].Electron Letters, 2004, 40:403-405.

[7]CHU Q X, YANG Y Y.3.5/5.5 GHz dual band-notch ultrawideband antenna[J].Electron Letters, 2008, 44:172-174.

[8]PAN C J, LEE C, HUANG C Y, et al.Band-notched ultrawideband slot antenna[J].Microw Opt Technol Letters, 2006, 48:2444-2446.

[9]KIM K H, CHO Y J, HWANG S H, et al.Band-notched UWB planar monopole antenna with two parasitic patches[J].Electron Letters 2005, 41:783-785.

[10]KIM K H, PARK S O.Analysis of the small band-rejected antenna with the parasitic strip for UWB[J].IEEE Transactions on Antennas Propag, 2006, 54:1688-1692.

带宽选择 篇3

中海油深圳分公司现今拥有四个海上作业区, 分别为:流花作业区、番禺气田作业区、西江作业区、陆丰作业区。其中流花作业区包括南海挑战号平台、南海胜利号油轮;番禺气田作业区包括番禺30-1平台、珠海终端;西江作业区包括西江2 3-1平台、西江24-3平台、西江30-2平台、海洋石油115油轮;陆丰作业区包括陆丰13-1平台、陆丰13-2平台、南海盛开号油轮、陆丰13-2B平台。

海上各作业区常用的应用系统包括Maximo, Notes, ISA系统、DFS系统和钻井实时数据库等, 同时随着深圳分公司业务量的快速发展, 海上油气田应用办公系统不断增加。然而各作业区卫星链路带宽有限, 卫星链路本身存在响应时延较长的瓶颈, 并且海上油气田缺乏有效的互联网应用管控措施, 卫星链路带宽分配不合理, 大量非办公性网页访问和其他非核心应用占用有限的卫星链路资源, 导致海上油气田用户在使用各种应用系统时响应速度慢, 影响到正常的生产和办公效率。

为了保障关键应用优先响应, 解决因链路资源被相互抢占而出现的网络拥塞、带宽严重浪费等问题, 提高卫星链路的有效利用率, 同时能按需求为每套重要应用系统动态分配链路带宽, 满足海上油气田用户正常生产办公的需要, 采用有效的卫星链路带宽管理机制势在必行。

2 现状分析

结合调研工作, 现对海上油气田 (以流花作业区为试点单位) 网络架构和应用系统现状进行分析说明。

2.1 网络拓扑架构描述

(1) 流花平台和陆地主站之间建有一条双向卫星链路, 为网络、语音、数据、传真等业务提供主干通道。

(2) 流花平台与油轮之间建立有两套微波系统 (HARRIS微波和MDS LEDR数传电台) , 两套微波互为备份, 用于油轮与平台的通信, 传输网络、语音、数据、中控业务。

(3) 流花油轮与陆地主站之间新增一条双向卫星链路, 用于网络、语音、数据等业务的通信, 同时也作为冗余链路, 提供陆地与海上双链路保障及负载均衡功能, 优化卫星链路拓扑架构。

(4) 在陆地的核心交换节点处部署有一台卫星加速器, 同时在流花平台与油轮上分别部署有一台卫星加速器, 用于卫星链路加速, 降低卫星链路时延。

2.2 海上油气田应用系统现状

(1) 由于平台卫星链路带宽的限制, Maximo, Not e s这些基于C/S (客户端/服务器) 访问模式的应用系统, 每次访问刷新数据库时, 均会实时访问陆地上的应用服务器, 这就造成每次访问响应后台服务器的速率过慢, 用户对应用系统的实时操作将存在较高的延迟, 对海上用户的办公效率带来一定影响。

(2) ISA系统具有网页缓存功能, 对用户经常访问的网页、链接进行实效性的缓存, 优化了海上用户互联网访问速率。

(3) 平台、油轮上部署的DFS分布式文件系统, 通过建立虚拟共享文件夹, 能集中用户的访问, 简化操作, 提高文件存取速率。

(4) 海上油气田卫星链路暂未建立合理的应用系统带宽分配机制, 大量的互联网和非核心应用抢占有限的链路资源, 关键应用链路带宽得不到保障。

3 测试分析

3.1 测试方式

通过在陆地上搭建模拟海上油气田网络架构拓扑环境, 分别采用以下测试方式:

(1) 在出口链路速率一定的情况下 (1.0M) , 通过流量控制网关 (网络带宽管理设备) 对模拟海上油气田的各种应用系统 (Maximo, Notes等) 智能分配速率 (管道) , 结合分析统计的测试数据, 确定各应用系统的最高及最低传输速率。

(2) 在出口链路速率一定的情况下 (1.0M) , 测试流量控制网关对模拟海上油气田各应用系统分配速率 (管道) 预留和抢占功能的有效性, 通过对流量的智能管理, 以达到对卫星链路的最优化使用。

3.2 应用系统测试列表项

模拟测试环境下应用系统的各测试列表项如表1所示。

3.3 测试环境

模拟测试环境拓扑结构如图1所示, 其中测试用电脑为完全模拟海上油气田用户标准配置办公电脑:

电脑型号:Lenovo M8000t

CPU:Intel (R) Core (TM) 2 Duo E7500@2.93GHz

内存:2G

硬盘:320G

3.4 测试内容

3.4.1 使用流量控制网关测试

1.Maximo应用系统测试

测试思路:

(1) 在流量控制网关上建立速率通道, 上传速率1 024kb/s, 下载速率1 024kb/s, 并且该速率通道全部给Maximo系统 (预先自定义协议) 使用。

(2) 在测试PC上访问Maximo系统, 对系统进行登录、各种报表查询、形成打印报表、打开统计分析报表等待一段时间, 查询系统在这段时间内所产生的流量变化趋势, 确认Maximo系统需要的最大 (波峰) 最小 (波谷) 链路速率。

(3) 在流量控制网关上建立速率通道, 上传速率150kb/s, 下载速率150kb/s, 并且该速率通道全部给Maximo系统 (预先自定义协议) 使用, 观察速率通道变小后, Maximo系统对流量的需要是否有所变化。

测试效果 (1 024kb/s) :见图2, 图3。

测试效果 (150kb/s) :见图4, 图5。

测试小结:

在速率通道大小为1 024kb/s及150kb/s条件下Maximo对链路速率的要求大致相同, 最高峰值大致为120kb/s, 具体数值请参考测试汇总表 (表2) 。

2.Notes应用系统测试

测试思路:

(1) 在流量控制网关上建立速率通道, 上传速率1 024kb/s, 下载速率1 024kb/s, 并且该速率通道全部给Notes (预先自定义协议) 使用。

(2) 在测试PC访问Notes系统, 对系统进行如打开公司首页, 打开大附件邮件 (大于3M) 、邮件收发等一段时间, 查询系统在这段时间内所产生的流量变化趋势, 确认Notes需要的最大 (波峰) 最小 (波谷) 链路速率。

(3) 在流量控制网关上建立速率通道, 上传速率200kb/s, 下载速率200kb/s, 并且该速率通道全部给Notes (预先自定义协议) 使用, 观察速率管道变小后, Notes系统对流量的需要是否有所变化。

第一次测试效果 (1 024kb/s) 见图6, 图7。

第二次测试效果 (1 024kb/s) 见图8, 图9。

测试效果 (200kb/s) 见图10。

测试小结:

(1) 在管道大小为1 024kb/s及200kb/s条件下Not e s对链路速率的要求有较大差别, 具体数值请详细参考测试数据汇总表 (表2) 。

(2) 访问Notes邮件, 附件大小>3M时, 管道速率为1 024kb/s的情况下, 打开下载附件产生的流量较大, 但相同大小的附件 (大小>3M) , 第二次相同的操作所产生的流量与第一次相比有较大的差别。原因可能是Notes系统本地存在缓存, 第二次相同的操作将直接从本地调用缓存而无需到陆地服务器上读取数据, 因此第二次访问时链路速率占用量较第一次要小。

(3) 根据应用系统访问速率要求实行相应管道速率控制 (制定200kb/s管道最大将不会超过这个数值) 。

测试数据汇总如表2所示。

3.4.2 测试流量控制网关对链路速率的有效管理

1.链路速率限制

功能说明:用户使用迅雷等P2P软件进行下载, 或者使用流媒体软件pplive在线观看网络电视, 将会严重侵占有限的链路速率资源, 使得关键应用得不到保障, 用户正常办公受到很大影响。通过链路速率 (管道) 限制功能, 将内部P2P、流媒体、在线视频等应用流量限制在一定的流量范围 (如200kb/s) , 只要有P2P、流媒体、在线视频等流量, 其流量将不能超过200kb/s, 优化网络资源使用, 提高链路的有效利用率。

测试思路:配置流量控制策略, 限制测试专用台式电脑迅雷下载速率为100kb/s, 观察台式电脑在策略生效前后迅雷下载的流量变化。

测试效果:流控策略生效前, 迅雷下载速率为60.36KB/s (图12) 。

流控策略生效后, 迅雷下载速率为10.45KB/s (换算单位速率约为83.6kb/s) , 如图13所示。

测试小结:

流量控制网关能有效控制各种应用链路速率, 避免由于流量过大导致网络拥塞。

2.链路速率保障

功能说明:在总链路速率出口中划分速率通道 (管道) , 并且其管道的优先级最高。将应用放入此管道, 当ITM检测有此应用流量通过ITM时, 可以优先保障此应用所需的链路速率, 并且可以优先从别的空闲管道中抢占链路速率, 最终达到保障链路速率的目的。

当链路中没有此应用时, 别的管道可以使用此管道中的链路速率, 从而使链路的使用效率最高。此功能用于保障内部关键业务系统, 当出现拥挤时, 关键应用能及时抢占链路速率以达到此应用所需的最佳速率值。

测试思路:卫星链路出口速率为1M, 建立速率管道, 主通道速率大小240kb/s (30KB/s) , 主通道中划分子通道速率大小200kb/s (25KB/s) 。

将台式电脑和笔记本的所有流量放入主通道中, 将笔记本迅雷进行链路速率保障200kb/s, 台式电脑和笔记本均同时开启迅雷下载同一资源, 查看笔记本在链路速率保障后对流量的抢占变化效果。

测试效果:

(1) 笔记本未做迅雷速率管道保障策略前台式电脑下载速率, 约28KB/s (总速率30KB/s) , 如图17所示。

(2) 笔记本未做迅雷速率管道保障策略前, 笔记本对链路速率的抢占情况, 不会超过5KB/s (见图18) 。

(3) 笔记本迅雷速率管道保障策略启用后, 下载速率立即抢占至25KB/s (见图19) 。

(4) 台式电脑在笔记本迅雷速率管道保障策略启用后, 链路速率已经基本被抢占完, 速率仅为1.43KB/s (见图20) 。

查看台式电脑对流量占用的变化统计, 从第6分钟开始, 流量开始被抢占 (图21) 。

查看笔记本对流量占用的变化统计, 从第6分钟开始, 开始抢占流量 (图22) 。

测试小结:

(1) 流量控制网关能有效实现关键业务应用系统对流量的及时抢占, 以满足关键业务应用对链路速率的合理要求。

(2) 当链路中没有保障的应用时, 别的管道可以使用此管道中的链路速率, 从而使链路的使用效率达到最优。

3.链路速率预留

功能说明:在总链路速率出口中划分独立速率通道 (管道) , 将应用放入此管道, 且此应用将独享此通道速率, 无论出口如何拥塞, 均不能抢占此管道中的链路速率。此功能用于保障内部重要应用系统的链路速率, 不会因为链路流量过大而影响重要应用系统的使用效果。如图23所示, 可以对Maximo系统预留速率通道250kb/s。

测试思路:对笔记本电脑的迅雷流量进行速率预留, 预留速率为600kb/s (75KB/s) , 如图24所示。

台式电脑开启迅雷, 查看笔记本迅雷下载流量是否被抢占。

测试效果:启用策略后, 笔记本的迅雷下载速率恒定在60~70KB/S左右 (见图25) 。

测试小结:

开启速率预留策略后, 流量不会被抢占, 可以有效保障重要应用系统的链路速率。

3.5 测试结论

通过对上述测试数据和链路速率的需求分析比较, 总结应用系统如Maximo, Notes的合理链路速率分配要求如下: (卫星链路速率为1 024kb/s)

Maximo系统:链路速率范围120kb/s~150kb/s。

Notes系统:链路速率范围300kb/s~400kb/s。

同时通过流量控制网关对应用系统进行带宽分配保障与优先级设置, 使得海上油气田关键业务应用得到优先及时响应, 保障重要应用系统所需链路带宽, 限制非核心互联网应用带宽占用, 提高卫星链路有效利用率, 满足海上用户日常生产与办公需要。

4. 优化建议

根据海上油气田现有的网络拓扑架构及优化管理目标, 进行了详细的应用系统链路带宽分配与保障措施的测试, 最终建议在陆地核心交换机与海上油气田各卫星链路所汇聚的路由器之间透明部署一台流量控制网关设备, 承担海上油气田各作业区卫星链路带宽的优化及管理。部署和安装非常方便, 不影响现有的网络架构, 实施简单。整体部署方案如图26所示。

为了达到良好管控的效果, 建议对应用系统和用户应用做以下的管控策略 (表3) 。

5 结束语

通过海上油气田网络架构带宽优化测试, 使用流量控制网关设备对应用系统所需带宽进行限制、保障和预留, 从而建立一整套应用系统带宽分配、优先级设置的链路保障机制。结合现有的通信方式, 通过冗余和负载均衡来实现链路保障, 加强海上油气田应用系统链路访问的可靠性, 形成标准化网络拓扑架构, 最终达到海上油气田网络带宽优化的目标。

参考文献

[1]王宝济.网络建设实用指南.北京:人民邮电出版社, 2008

[2]伍俊明, 雍建明, 罗军舟.基于策略的网络管理.计算机应用研究, 2006

[3]孙贤淑.IP网络流量测量的研究与应用[D].北京:北京邮电大学[硕士论文], 2005

纠结的中国带宽 篇4

客观看待带宽排名

在许多媒体关于全球带宽排名的报道中, 通常都是对所谓的排名结果大加挞伐, 但对于数据的来源和可信度却都是不约而同地轻描淡写。中国的排名是否真如这些国外材料中的那般不堪?笔者认为, 应当客观看待中国带宽。

首先, 目前所谓的全球带宽排名, 大多是国外某些行业观察或CDN机构发布的调研结果, 这些调研的过程和方法实际上是存在着明显偏颇的。例如国内媒体引用较多的是来自美国Akamai的数据, 而Akamai计算某个地区平均带宽时, 一些国际上使用较多的网站 (如Google、Facebook等) 的访问速度是其重要参考因素之一, 而这些网站在国内都是访问受限的。通常数据测试的结果只是反映某一阶段、某一特定角度观测到的状态, 因此只能作为研判的参考。除此之外, 这些所谓测试数据的严谨和有效性, 也不一定有绝对的保障。例如近期国内某知名下载软件提供商发布的带宽报告中, 其数据和排名与Akamai公布的结果竟然是“惊人的一致”。互联网的从业者都清楚, 受不同测试环境、时间点等因素影响, 测试结果有时候会大相径庭。然而, 对于客观条件、测试时间点与Akamai截然不同的这家国内企业, 为何测试结果的排名和数据竟会与Akamai提供的一模一样, 这恐怕不能简单用巧合来说明;而这份数据背后隐含的深意, 也值得深思。

其次, 带宽的数据和用户体验之间不能简单划等号。电信运营商承诺的接入带宽是峰值带宽, 而对用户实际体验造成影响的因素是多方面的。例如最常见的服务器响应能力对用户的感知, 就好像我们到高速公路上的加油站为车辆加油 (服务器访问) 一样, 加油站同时服务的车辆 (服务器能力) 是有限的, 这种情况下无论高速公路是六车道还是八车道 (接入带宽) , 车主依旧要花费相当时间排队以获取加油服务 (服务器响应) 。此外, 不同电信运营商之间的宽带业务互联互通带宽和结算一直存在不对称和不合理的现象, 这也在一定程度上造成了宽带业务体验不一致。

再次, 国内的宽带网络建设滞后于国际发达国家 (地区) 是事实, 但也不可能一蹴而就。从整体来看, 我国疆域广阔、人口众多, 提升整体平均带宽并不容易, 而国际上排名靠前的韩国、中国香港、日本等都是面积相对较小, 加上我国的通信网络大规模建设起步较晚, 尽管在“光进铜退”、“光网城市”等切实提高用户接入带宽的网络建设上投入了大量的资金和资源, 但由于我国幅员辽阔、建设周期普遍较长, 而且在宽带接入上, 施工报建难度大, 部分末端区域 (如小区等) 依然存在“微区域垄断”、物业阻拦电信运营商进场等现象, 也为带宽的提升带来困难。电信运营商并非不作为, 用户也应当给予电信运营商更多的耐心和理解, 例如近来某分析报告测算出国内无线传输数据速率在亚太地区领先, 虽然这份数据的科学性同样有待商榷, 但也从一个侧面反映出目前国内4G网络建设的成效斐然。

最后, 客户的期望值是永远无法满足的, 需要理性对待。速度多高才算满足?价格低到什么程度才算合理?实际上鲜有网民能够提出建设性的意见。电信运营商的网络建设和维护都需要成本投入, 同时还要满足对上级部委的利润上缴和营销优惠投放力度的考核要求, 网民呼吁降价提速, 而真正能够决定降价提速的权力并不完全在电信运营商手中, 这一点也应理性看待。

多方应对带宽问题

“键盘侠”往往是最好当的, 但一时的发泄并不能解决问题。如何切实提升带宽, 笔者认为应当从以下方面解决。

首先是继续加大宽带业务的竞争力度。有人提出引入更多的民企、外企进入宽带市场, 但固定业务是投入高、回报慢的产业, 对于逐利性明显的民企、外企来说更要三思而行。即便是现有的宽带业务虚拟运营商也根本没能力建设自身的广域网络, 而是通过租赁带宽和端口等形式开展业务, 骨干网的大量投资依旧是由基础运营商承担, 所以民企、外企也不是某些人想象中的“救世主”。而用户诸多诟病的竞争不足, 主要是末端接入市场中存在大量的垄断, 三大基础运营商之间的竞争尚不充分, 又何谈引入新竞争对手呢?因此, 通过适当的行政干预破解末端垄断, 加快行政审批效率, 减少网络建设中的瓶颈, 从政府角度切实推动和帮扶基础运营商及虚拟运营商解决管线资源问题是根本。

其次是合理充分利用带宽, 提升使用效率。从目前用户的主要宽带使用行为来看, 对实时在线连接的依赖性比较强, 而且时间特性明显, 主要使用时间段集中在晚上和周末。部分应用虽然实时性要求高而且常在线 (例如股票信息等) , 但现有的带宽状况完全可以满足绝大部分用户的要求, 而部分对带宽要求较高的实时在线连接可以通过错峰的方式来避开, 例如目前普遍使用较多、时间集中明显、带宽消耗较大的在线视频 (如IPTV等) 业务, 完全可以通过闲时提前缓存下载、使用时以离线或半离线播放的方式保障流畅性。

最后是电信运营商要更多研究客户行为, 加强客户引导。目前大部分宽带客户并非专业人士, 而电信运营商的带宽服务主要停留于业务提供层面。所以, 电信运营商应当从专业的角度帮助客户规避业务使用中可能存在的问题、提升宽带使用效率, 而这既是电信运营商的义务, 也是有效澄清带宽误解、舒缓紧张对立情绪的有效手段。

随机噪声调频信号带宽分析 篇5

随机信号雷达的发射信号可以是直接在微波段产生的微波噪声信号,也可以是经低频随机信号各种调制后的载波信号。对于随机调频信号,它的模糊函数以及自相关特性都在文献[3—7]中进行了详细的分析和讨论。但是对于随机噪声调频信号带宽的特性却鲜有人进行讨论。因此,本文的侧重点在于讨论限带高斯白噪声调制下的随机噪声调频信号的带宽。

1 随机噪声调频信号模型

在多数情况下,随机信号雷达的发射信号是直接在微波段产生的微波噪声信号,或者是经过数模转换后再进行上搬移后得到的信号。但是,随着一系列微波器件的发展,噪声调频信号以其更优的旁瓣抑制性能引起了广泛的重视和研究。

图1是随机噪声调频雷达系统的原理框图[4]。

在图1中,噪声调制器是一个“白噪声”产生器,这种噪声经过带通滤波器后就成为“带限白噪声”,它的频谱在带内是均匀的,幅值可以是正态分布的。若认为发射信号是一个被噪声进行频率调制的正弦波,并且不考虑幅度因子,此时把发射信号以复数的形式表示成:s(t)=exp[jω0t+jφ(t)]。其中,Kf为频率调制指数,θ(t)为一个零均值、平稳的、带宽为B的高斯白噪声。

2 随机噪声调频信号数学分析

随机噪声信号任何时刻的瞬时值都无法用解析的时间模型来表示,因此分析随机噪声调频信号的最简便而有效的方法就是研究它的自相关函数和功率谱。

2.1 自相关函数

对于随机噪声调频信号s(t)=exp (jω0t+j2πKf∫0tθ(x)dx),θ(t)是带宽为B的带限高斯白噪声,且其均值为0,方差为σ2。由于噪声调频信号是平稳随机过程,它的自相关函数为:

由正态分布随机变量的特征函数公式可知,

(2)式中,Rθ(x)表示调制噪声θ(t)的自相关函数,且有Rθ(x)=σ2ρθ(x),ρθ(x)为调制噪声θ(t)的相关系数。对于带限的白噪声ρθ(x)=sinc(πBx)。将Rθ(x)的表达式带入(2)式,可得:

2.2 带宽分析

由维纳-辛钦定理,可知随机调频信号的功率谱密度与自相关是一组傅里叶变换对。那么噪声调频信号的功率谱的表达式为:

要求出噪声调频信号的功率谱,首先要求得其自相关函数的数学表达式,但是由(3)式可知,Rsf(τ)只有近似解,而无具体的数学表达式。因此,要分析噪声调频信号的功率谱及其带宽,只有在求出Rsf(τ)的近似解的基础上才有可能实现。

现在定义两个因子m1和m2:

现在Rsf(τ)可以简化成:Rsf(τ)=

exp[-4m1m2exp(-jω0τ)。m1和m2的取值将直接影响Rsf(τ)的形式。对于m2,它和时间τ无关,一旦系统参数取定后,m2将是一个定值。而m1将随着时间τ的取值而变化。如果m1与τ的关系可以用数学表达式表示出来,则(3)式和(4)式都能够获得直观的数学表达式。

由于(5)式中的积分比较复杂,现利用matlab的数学分析和做图功能,现将m1和Bτ的关系做出,如图2所示。

在图2中,可以看到当|Bτ|<1时,m1和Bτ近似成平方关系,当|Bτ|>1时,m1和Bτ近似成线性关系。这就意味着m1可以借助图2中所示关系用Bτ简单的表达出来。

对于Rsf(τ)=exp[-4m1m2]exp(-jω0τ)而言,Rsf(τ)的值随着m1和m2的乘积增大而快速衰减。由于m2是一个定值,它只和系统参数有关,下面就m2的取值大小分情况进行讨论m1的近似表达式和Rsf(τ)的最终形式。

2.2.1 m2=K2fσ2/B2≥1

在考虑发射机的功率情况下,要做到m2≥1,那么必须满足Kfσ的乘积足够大,或者带限噪声的带宽相对Kfσ的乘积比较小。此时对于噪声调频信号的功率谱而言,贡献比较大的是Bτ较小时的积分区间,按照图2,当Bτ较小时,,此时

可见,与图2所观察到的情况一致,m1与Bτ成平方关系。

将m1的近似解(7)式带入(3)式,可得:

再将(8)式带入(4)式可得:

定义均方根带宽[8]为:

同样依据维纳辛钦定理,有(11)式成立。

对(11)式进行两次微分,得

从而有:R″(0)/R(0)=-4π2Bσ2(13)

可以求得噪声调频信号的均方根带宽为:

2.2.2 m2=K2fσ2/B2<1

当m2比1小时,此时m1的波动范围对(3)式而言变得相对重要。此时对噪声调频信号的功率谱而言,m1在Bτ较大时的积分区间的贡献比较大。当Bτ=1时,m1=∫0πBτ(πBτ-y)ysinydy=

变换。可见m1的这个近似表达结果与图2中m1与Bτ关系非常吻合。

将m1的近似解(15)式带入(3)式,可得:

将(16)式的结果带入(4)式,可以求得:

同样,按照均方根带宽的定义可以求得:

2.3 仿真结果

仿真参数:载波的中心频率为500 MHz,时间采样间隔为0.1×10-9s,噪声的点数为1 000点。

现在固定Kfσ=100×106,分别取噪声的带宽为10 MHz,20 MHz,50 MHz,100 MHz,200 MHz,400MHz进行噪声频率调制,然后观察它们各自的功率谱情况。

由图3(a)、(b)、(c)、(d)中的结果我们可以看到,当调制噪声服从高斯分布时,噪声调频信号的功率谱密度也服从高斯分布。当频率调制指数Kf和限带噪声的方差σ2一定时,即满足Kfσ=100×106,则当B取值分别为10 MHz,20 MHz,50 MHz,100 MHz时,它们都满足m2=Kf2σ2/B2≥1的情况。观察与带宽B相对应的图3中的(a)、(b)、(c)、(d)四图,它们在带宽和形状上几乎没有什么差别。因此,由这四个不同带宽下的随机噪声调制得到的功率谱密度函数表明,噪声调频信号的功率谱均方带宽与随机噪声的带宽没有关系,仅取决于调制噪声的方差σ2和频率调制指数Kf。这与理论推导得到的结果(14)式是一致的。

当B取值分别为200 MHz,400 MHz时,从与它们相对应的图3(e)、(f)中我们可以观察到,当m2=Kf2σ2/B2<1时,噪声调频信号的功率谱密度函数从外观上看已与高斯分布有所区别,更加趋近于表达式(17)的形式。但是,此时的功率谱均方根带宽不再和调制噪声的带宽无关,而是随着调制噪声的带宽的增加而变小。这与理论推导的结果式(18)是一致的。

综上所述,在满足m2=Kf2σ2/B2≥1的条件时,我们可以把噪声调频信号的特性归纳为:当调制噪声服从高斯分布时,噪声调频信号的功率谱密度也服从高斯分布;噪声调频信号的均方根带宽与调制噪声的带宽无关,仅取决于调制噪声的方差σ2和频率调制指数Kf。当m2=Kf2σ2/B2<1时,噪声调频信号的特性可以归纳为:当调制噪声服从高斯分布时,噪声调频信号的功率谱密度不再简单地服从高斯分布;噪声调频信号的均方根带宽与调制噪声的方差σ2和频率调制指数Kf以及调制噪声的带宽都有关系。

对于噪声调频信号而言,当满足条件m2=K2fσ2/B2≥1时,只要调整调制信号的方差和频率调制指数,可以非常容易地得到宽带信号。噪声雷达在很多场合都需要信号具有大的带宽,故以下的实验都取条件m2=K2fσ2/B2≥1下进行仿真。

3 带宽对信号性能的影响

3.1 自相关函数

对于随机噪声调频雷达,由于发射的信号具有随机性,并且无法用固定的数学表达式来确定,因此在接收机端采用的是相关接收的方法。相关器的输出是随机信号的自相关函数。因此,信号的自相关函数性能的好坏决定了雷达的分辨率。

下面给出在满足条件m2=K2fσ2/B2≥1下,载波的中心频率为500 MHz,时间采样间隔为1×10-9s,噪声的点数为10 000点,噪声调频信号的带宽Bf分别取100 M,400 M情况下,信号的自相关函数仿真结果。

对比两幅图,可以看到,400 MHz带宽的噪声调频信号的自相关的旁瓣的幅度值要比100 MHz带宽的低,将两幅图的主瓣周围进行放大,可以得到如图5的结果。可以看到,400 MHz带宽的噪声调频信号的自相关函数的主瓣要比100 MHz带宽的窄的多,也就是说,带宽越宽,信号的分辨能力越好。由式(8)可知,信号的理论自相关函数与信号带宽有直接关系。在式(8)中,信号的带宽越宽,自相关函数的主瓣就越窄。

3.2 截获概率

当雷达使用传统的线性调频信号作为发射信号时,由于信号具有周期性,满足观察时间足够长,信号的频谱就能够被估计出来[9]。但当使用噪声调频雷达时,由调制信号的统计特性可知,每个发射脉冲的波形都是不一样的,这种情况下可以认为雷达信号是非周期性的。下面取线性调频信号s1(t)=exp(j Kπt2)和噪声调频信号s2(t)=exp(j2πKf∫0tθ(x)dx)为例,分别进行仿真得到它们在相同带宽下的信号,并观察它们的频谱分布情况。

可以看到,在没有噪声干扰的情况下,线性调频信号的频谱非常具有规律性,而且能量分布特别集中。在这种情况下,当观察的时间取得足够长时,线性调频信号非常容易被侦获。与之相比,噪声调频信号的频谱结构就没有那么明显。在采样率为1 000 MHz时,取噪声调频信号带宽为100 MHz时,还能看得出信号的频谱包络近似成高斯分布。但是当信号的带宽达到400 MHz时,可以看到频谱的幅值也随带宽的增加而降低,而且信号的能量趋于分布在整个频谱内。从另一方面来说,线性调频信号每次发射的信号都是一样的,具有周期性。而对于噪声调频信号它每次发射的信号由于受到噪声的调制,而噪声每次又不尽相同,因而没有周期性。对于一个没有周期或周期无限大的信号来说,它的能量应该分布在整个频段内,这也说明了噪声调频信号在大带宽的条件下,其截获概率是非常低的。

4 结束语

通过上面一系列的理论分析和仿真结果可以发现,噪声调频信号的带宽表达式是要分情况进行讨论的。对于m2=Kf2σ2/B2≥1下的情况,只要调整调制信号的方差和频率调制指数,可以非常容易地获得宽带,甚至超宽带信号。通过仿真还发现,对于噪声调频信号,大的带宽可以使信号具有更好的距离分辨率和低截获性能。

参考文献

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[2]刘国岁,顾红,苏卫民.随机信号雷达.北京:国防工业出版社,2005

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[5]张先义,苏卫民,顾红.随机噪声超宽带雷达信号性能分析.兵工学报,2007;28(5):557—560

[6]Narayanan R M,Xu X,Henning J A.Radar penetration imaging using ultra-wideband random noise waveforms.IEE Proc-Radar Sonar Naving,June2004;151(3):143—148

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[8]Sune R Axelsson J.Noise radar using random phase and frequency modulation.IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing,November2004;42(11):2370—2384

企业网络带宽管理及控制 篇6

随着企业信息化建设, 网络不断扩容、“云计算”、“大数据”等新技术的应用、网络业务及网络流量的快速增长, 网络负荷与日俱增, 合理使用网络带宽, 提高网络服务质量对于许多企业已迫在眉睫。同时, 解决网络瓶颈对提高网络性能有着重要的意义。

二、网络带宽管理需求

企业网络系统经不断扩建, 对于网络管理人员来说, 各级网络带宽有多大, 是否满足使用需求, 是否存在瓶颈, 如何扩容等等都提出对网络带宽管理的需求。它为网络的日常管理、规划及升级扩容等能够提供非常重要的依据。同时, 可以通过对流量进行长期监控和管理, 进而形成带宽分布基线图, 为网络优化及异常流量的捕捉等提供数据依据。

三、网络带宽分析及测试

3.1局域网网络带宽分析。以企业网为例, 该企业局域网总体架构上采用两级扁平化网络结构, 即核心层和接入层, 利用万兆局域网技术进行组网, 在核心层设计以大容量、高性能的核心交换机构成高速、稳定的万兆主干。接入层设计, 采用具有万兆上联接口的交换机, 实现大量终端用户的接入。核心层由两台高性能核心交换机组成, 并应用网络虚拟化集群技术, 将两台核心交换机虚拟为一台核心交换机, 核心交换机和接入交换机之间通过对两条万兆链路进行聚合, 实现了带宽翻倍。数据中心的每一台服务器都采用双千兆网卡基于LACP协议绑定的方式接入网络, 实现服务器与交换机之间的带宽增加一倍, 达到2G带宽。客户端使用千兆接口接入, 故而, 从客户端到服务端链路带宽为1G。

如图:

3.2网络带宽测试。对网络系统的测试有相应的测试工具, 在这里我们使用纯软件的网络性能测试工具, Ganymede Software公司的Chariot软件。该软件站在应用层的角度使用一些基准流量对网络系统的性能进行分析, Chariot的主要由Chariot控制台和Endpoint组成。在Chariot控制台上可以定义各种可能的测试拓扑结构和测试业务类型。Chariot的运行过程如下图:

通过Chariot对业务端到客户端之间带宽进行测试, 带宽测试结果平均为893.9Mbps。如图所示:

3.3广域网带宽分析。该企业网络系统以总部园区为中心, 多家子单位远程接入的结构。每个子单位通过MSTP专线接入, 带宽为4M。该企业与子单位之间的业务有:视频会议、办公系统 (OA) 、网络管理系统和各类安全系统等。办公系统 (OA) 、网络管理系统和各类安全系统等对数据传输时延敏感性不高, 对带宽容量有一定的要求, 而视频会议对网络传输实时性以及带宽要求比较高, 带宽占用700Kbps左右。因此为了保障视频会议流畅, 为视频系统预留1M带宽。有视频流量时, 能够使视频畅通。在没有视频流时, 该1M带宽也可以被其他业务流量使用。同时对于非实时的业务, 通过边界路由设备的流量控制机制, 限制非关键业务数据流 (如:FTP) 进入网络的流量, 保障关键应用 (OA) 的服务质量。

通过流量监控得知, 广域网带宽实际带宽可达4Mb, 如图所示:

3.4基于带宽的流量统计及分析。我们对企业带宽的使用状况进行一个周期统计, 取4个部位的流量进行统计:分别是总部核心设备、子单位1接口、子单位2接口、子单位3接口。通过统计分析, 得出各个部位的流量规律, 如下表:

四、网络带宽管理及控制

通过对带宽流量的监测统计, 分析网络带宽、流量等, 掌握流量分布, 运用流量控制技术, 进行流量管理, 进而优化网络使用。例如:通过对上述企业带宽使用情况统计分析可知:该企业网络核心可以满足目前工作需求;子单位1的带宽利用率非常高, 经常处于满负荷状态, 有必要对关键应用进行带宽保障, 同时有扩展带宽的需求;子单位2和子单位3利用率较低, 可以考虑适当降低实际带宽, 以便节约成本。

4.1流量预警。企业可以在流量分析的基础上, 形成流量分布基线图, 设定警戒线, 实现异常流量的捕捉及控制。例如, 在网内的某个计算机感染病毒, 大量发送数据, 导致网络异常, 通过比较, 及时处理, 从而避免病毒全面爆发以及局域网瘫痪。因此, 建立适当的网络预警机制, 在网络流量出现异常的情况下采取一系列措施, 可以有效降低危害程度。具体控制策略如下:

(1) 通过网管系统对端口流量分级设定阀值告警, 超过设定值, 发出告警, 按严重级别进行相应处理。

(2) 部署IDS (入侵检测) 系统捕捉异常网络流量并进行分析, 定位网络中的设备进行相应的处理。

(3) 细化防火墙策略, 阻断不正常的网络访问途径。

4.2应用Qo S技术实现网络带宽的控制。网络的拥塞会导致网络数据传输延时、抖动、丢包的现象, 从而造成网络业务质量的下降甚至网络瘫痪。为了解决网络拥塞的问题, 最直接的办法就是增加网络带宽, 但是, 由于网络技术以及经济等方面的限制往往不能无限的增加带宽, 合理使用带宽, 在有限的网络带宽的基础上进行分配, 有效降低网络延时和丢包, 才是解决问题的首要方法, 因此, Qo S技术得到广泛使用。例如:上述企业中就是利用Qo S技术对视频会议进行带宽保障。

Qo S技术主要有3种服务模型:先进先出的尽力而为、提前申请网络资源并为各节点预留资源和为数据流提供比其他数据流优先级更高服务的区分服务模型, 其中应用最广的是区分服务模型 (Differentiated service) , 利用区分服务模型来区分不同类型的数据流量, 进而保障各种网络数据流量得到相应的带宽使用。

应用专用的流量管理系统对网络进行优化管理。例如:企业互联网出口, P2P下载、视频流量等极大的占用了网络带宽, 网络拥塞非常严重, 甚至核心应用如视频会议无法保障稳定运行。通过分析网络运行情况, 然后根据网络中各应用的属性、分析结果, 对各个应用系统分配合理的带宽, 这样可以实现对重要的应用系统保障, 使其能够高效的运行, 进而保障网络整体稳定运行。应用流量管理系统可对每个用户限定网速, 提高网络使用的公平性。同时保障重要的应用系统的使用。

五、结语

通过流量的分析, 我们可以有效的获取网络中存在的瓶颈, 定位异常访问, 并合理规划带宽使用, 提高网络使用效率。

参考文献

[1]胡俊.校园网中网络流量管理控制技术应用初探[J].网络与信息, 2009 (5) :18-19.

[2]Teare D, Paquet C.园区网络设计[M].北京:人民邮电出版社, 2007:10-14.

校园网双出口带宽解决办法 篇7

近年来, 随着我院数字化校园建设的推进使得校园宽带服务多元化, 广大师生应用校园网的积极性越来越高, 网络逐渐成为师生学习、工作和生活不可或缺的重要工具。校园网的用户有了大幅度地增长, 校园网出口带宽的压力越来越大。为了提高校园网对公网的访问速度, 我院同电信和教育科研网签订了相应的合同, 对校园网出口采用双出口的方案, 电信的400M的链路连接公网, 教育科研网的线路主要为学院访问教育网和教育域名提供访问链路。介入电信、教育科研双链路以后, 校园网用户访问公网速度相对以前得到了明显的改变, 可是由于ISP提供商之间路由等问题, 互联网用户访问校园网资源速度慢的问题越来越突出。高校校园网服务器提供的各种服务, 如门户服务等, 全部使用的是教育科研网的域名和对应教育科研网的IP地址, 因此互联网访问校园网服务器路由路径是教育科研网链路, 所以, 无论实际校园网情况已经接入了高带宽的公网链路, 而互联网用户却只能通过带宽十分有限的教育科研网链路来访问到校园网的资源, 这无疑是对公网高速出口链路的严重浪费。现在有许多的网络设备具有自动选择线路的功能, 如F5, 第一价格十分贵, 第二不知道工作原理, 本着学习和解决问题的心态, 本文提出了相应解决方法。

1 实现方法

1.1 双出口访问的实现

由图1可以看出实现双出口访问的关键设备是路由器。路由器是连接CERNET和HINANET的节点。

1.2 定义控制列表

在路由器上定义访问的控制列表

1.3 静态路由

2 LINUX下DNS的配置实现WEB服务器快速访问

解决了双出口带宽使用的问题, 但是学校WEB服务器以及其它对外的服务器都是使用教育网的地址。如何解决公网地址快速访问教育网地址的服务器。LINUX下配置DNS可以根据不同的原地址给出不同的解析结果, 也就是说内网的用它解析得出是内网的IP地址, 公网的用它解析得出的是公网的IP地址, 这样可以提高WEB服务器的访问速度。要实现这个功能只需要用好LINUX的view语句就可以了。假设内网的网段是192.168.0.0/24, 我们的域名是dzvtc.com, 那么我们只要对named.conf等文件做些简单修改就可以了, 我们来看这个named.conf的配置

配置以后服务器就会根据源地址的不同到/var/named目录下面寻找相应的DNS记录文件, 如果是192.168.0.0/24网段的IP地址做查询, 服务器就会查找/var/named/db.dzvtccom.in这个文件里的数据并给出内网的解析结果, 公网IP则查找/var/named/db.dzvtc.com.ex里的数据并给出公网的解析结果。注意, 在这里/var/named目录下面所有的文件格式不需要做任何修改, 只不过*.ex里面记录的是公网的数据, *.in里面记录的是内网的数据。

最后, 为了配合DNS服务器中所做的设置, 还需要对WWW服务器的双网卡进行设置:

(1) 配置两块网卡

第一块 (e t h 0) :I P地址221.182.17.100, 掩码255.255.255.0, 网关221.182.17.97

第二块 (e t h 1) :I P地址202.115.255.106, 掩码255.255.255.0, 网关202.115.255.105

(2) 增加路由

route add-net 202.115.255.105.0netmask 255.255.255.0 dev eth0//到教育网的路由

route add-net 218.142.89.0netmask 255.255.255.0 dev eth0//到教育网的路由

……最好将上述命令写入/etc/rc.d/rc.local脚本, 这样系统启动时就会加载这些路由信息。通过以上配置, WWW服务器就可以正常工作了, 公网用户就可以通过校园网的电信高速链路访问WWW服务器了。

3 结语

通过配置后, 校园网用户访问教育科研网地址时就从CERNET链路出去, 访问其它地址就只能从缺省路由CHINANET链路出去。外面用户访问WEB服务器也可以由DNS快速的做出反应。校园网双出口是综合运用了路由命令和网络地址转换等技术, 如果当其中一条出口线路出故障时, 可以利用策略路由动态进行出口间路由转换。

参考文献

[1]白涛.网络工程实施技术与方案大全.电子工业出版社, 2008年

[2]网管员世界2010.电子工业出版社, 2010年