李欣
【摘 要】本文介绍了宽带IP城域网流量调查与分析的方法，随后提出一种流量预测模型，确定节点的上行带宽与所承载用户数的关系，从而对宽带IP城域网各个层次的流量进行预测，为网络的建设和优化提供理论依据。 【期刊名称】《数字技术与应用》
【年(卷),期】2014(000)010
【总页数】2页(P15-16)
【关键词】宽带IP城域网;流量;模型
【作 者】李欣
镀锌铁丝生产设备【作者单位】中国联通山西省分公司 山西太原 030006
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【正文语种】中 文
【中图分类】TN915.06
随着互联网技术的快速发展,用户对网速愈加敏感,对运营商网络提供能力的要求也日益提高。为了能够更有效地分析宽带IP城域网的承载能力,出网络中存在的不足,为网络优化提供依据,需要从在用网络中提取大量的基础数据,建立流量分析与预测的模型。本文提供了一些流量分析的基本方法。
1.1 带宽利用率统计与分析
由于宽带IP城域网多采用层层汇聚的网络结构,在网络规模日益扩大后,任何一条链路出现流量拥塞时,都会影响这条链路下游的所有用户,导致其上网速度减慢。因此统计网络的链路带宽利用率,应尽可能覆盖到网络的各个层次,从中出网络的瓶颈点,作为下一步扩容与优化的依据。下面以某宽带IP城域网络结构为例,介绍带宽利用率的统计与分析方法。
(1)统计点设置。宽带IP城域网按组网功能可分为核心层网络、汇聚层网络、接入层网络、业务支撑层系统。
pcmcia转usb核心层:负责进行数据的快速转发,同时实现与骨干网的互联,提供城市的高速IP数据出口。主要设备有核心路由器。为了保证网络的安全性,通常采用双星型的拓扑结构。
汇聚层:扩展核心层的端口数量和覆盖范围,负责汇集分散的接入点,进行数据交换,提供流量控制和用户管理功能。主要设备有宽带接入服务器(BAS)、三层交换机和PE路由器等。
接入层:负责提供各种类型用户的接入,在有需要时提供用户流量控制功能。主要设备有DSLAM和二层交换机。主要用户接入手段有FTTX+LAN和ADSL两种。
业务支撑系统:主要由认证计费系统、邮件认证存储系统、域名解析系统和网管系统组成。水力冲洗门
带宽利用率的统计点可设在核心层、汇聚层、接入层所有设备的上联端口处,统计出各端口的流量后,再通过以下公式计算端口的带宽利用率。
带宽利用率 = 端口流量/端口上联总带宽
(2)统计时段选择。端口流量是动态变化的,以下是某端口在一天当中的流量变化趋势图(图1)。
图1中横轴表示时间(小时),纵轴表示流量。从图中可以看出,晚21:00是IP业务忙时。为了出网络带宽瓶颈,应选取忙时对流量进行统计。统计时要同时统计入流量和出流量,选取其中的大值作为有效值来计算。
为了保证数据的可靠性,可选取若干天的忙时进行流量统计(包含工作日、非工作日),最后将几天的平均值作为端口忙时流量。
(3)数据分析。统计出所有设备的上联端口忙时带宽占用率后,
进一步分类统计,将结果填入下表,就可以看出整网的流量分布情况。(如表1)
对于带宽占用率在60%以上的点,可以考虑开始扩容和优化。对于带宽占用率在80%以上的点,应该尽快实施扩容和优化。如果各层次设备的带宽占用率均很高,那么网络的拥塞就很严重了。
1.2 BAS在线用户数统计与分析
针对BAS要着重统计注册用户数、忙时在线用户数、上联端口忙时流量。随后根据以下公式计算出户均忙时带宽和用户上网并发率,从而为下一步的流量预测提供基础数据。
户均忙时带宽 = 上联端口忙时流量/忙时在线用户数
用户在线率 = 忙时在线用户数/注册用户数
同时要将忙时在线用户数与设备所能处理的最大在线用户数相比较,如果实测的忙时在线用户数接近或超过设备所能处理的最大在线用户数,也将影响用户上网的速度。
1.3 DSLAM级联层次
压缩空气过滤针对DSLAM要着重考虑DSLAM的级联层次,对于处于级联最高层的DSLAM,统计出级联各层DSLAM下挂用户数的总和。
级联用户过多会造成两个主要问题,一是所有级联用户共享上级设备的上联带宽,造成上联带宽占用率较高,可能成为带宽瓶颈。二是网络安全性下降,一旦主框发生故障,级联的用户将全部发生故障。
为了更加科学的对宽带IP城域网各个层次的流量进行预测,需要建立流量计算模型,目的就是确定节点的上行带宽与所承载用户数的关系,从而为网络的建设和优化提供理论依据。
2.1 出口中继流量预测
abs082宽带IP城域网核心路由器的出口流量预测有两种方法,一种是模型预测法,一种是趋势预测法。以下分别加以介绍:
(1)模型预测法。模型预测法是根据现网统计数据计算出单位用户所需占用的出口带宽,然后在明确发展用户量的情况下计算出所需总带宽,从而根据需求量扩容出口中继。
由于专线用户根据用户类型的不同,占用带宽的个体差异较大,所以通常选用拨号用户来计算单位用户占用带宽。
首先统计现网核心路由器的出口流量中拨号用户占用的流量和总流量,从而计算出口流量中拨号用户流量占比。
拨号用户流量占比 = 拨号用户流量/出口总流量
将前文中已统计的所有BAS的忙时在线用户数求和,计算出整个城域网的忙时在线用户数。
拨号用户户均占用出口带宽 = 拨号用户流量/城域网总忙时在线用户数。
至此,拨号用户流量占比、拨号用户户均占用出口带宽、用户在线率(前文BAS在线用户数统计中已算出)均已算出,可以作为下一步流量预测的基本常量。
在网络规划时,预定了宽带拨号用户发展量后,就可以根据以下公式计算出口所需带宽,从而确定出口中继的扩容规模。
出口所需带宽 = 拨号用户数*用户在线率*拨号用户户均占用出口带宽/拨号用户流量占比
(2)趋势预测法。趋势预测法是统计一年内每个月出口中继带宽值,然后利用EXCEL表中的趋势线来预测下一年度的带宽发展量。以下是以某出口中继带宽为例制作的趋势预测图(图2)。
图2中横轴表示月份,纵轴表示出口的出入流量,红点表示过去出口的入流量值,根据黑的指数线可以预测出将来的入流量。
2.2 DSLAM级联用户数与上行带宽配置
对于大部分普通的宽带上网用户,可以采用下列公式来分析DSLAM上联带宽与用户端口的配比关系:
上联带宽×带宽可用率 = 用户数×用户在线率×户均忙时带宽
其中,ATM上行的DSLAM带宽可用率可取90%,IP上行的DSLAM带宽可用率可取70%,用户在线率和户均忙时带宽在前文BAS在线用户数统计中已算出。那么,在上联带宽已确定的情况下,该DSLAM下最大可挂接的用户数就可以计算出,将其与前文中统计出的级联各层DSLAM下挂用户数的总和相比较,就可以看出该DSLAM下挂用户数是否超过最大限制了。
由于不同地区用户的上网习惯不同,常用的网上应用不同,因此计算出的户均带宽、用户在线率也不同,而且随着网上应用项目的不断发展,对同一地区网络带宽的影响也在发生着变化。在进行流量预测时,基本常量也要根据具体情况具体分析变化。
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