浅谈通讯网络性能优化体系

栗楠

【摘 要】伴随着社会科学发展需求，网络性能的优化是网络高速运转的保证，本文以中国教育与研究计算机网主干网为例，从流量通讯工程入手，提出了对网络服务质量的检测和控制进行了检测、评估和控制的方法，为基于 多协议标签路由（MPLS）的网络性能优化体系实施提供了理论支持。【关键词】通讯网络；网络监测；性能优化；体系

【中图分类号】TP393.09 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）03-0118-01

一、概述

一般来说，通讯工程的基础非流量工程莫属，同时也是网络系统的重要组成部分，其直接与网络性能监控和优化挂钩。其主要指的是：从Internet 网络运行角度处理大型 IP 网络的性能监测与控制问题，主要包括性能检测、评估和Internet流量统计和控制。本文主要从被动方面针对 CERNET 的网络运营模式，提出了有效的性能测试方案，实现了其端与段之间的性能测量和相互评估，为其基于 MPLS 的网络监测与评估提供了理论基础。

二、网络性能监测和控制系统

2.1系统设计原则

系统的设计要以 RFC 的规定为准则，为用户提供简洁明了的服务说明，使其便于衡量和进行选择，此外，系统在同一网络主干道上的测量应有一个统一的标准，确保测量的一致和结果的有效性。该系统模式下要尽量避免主动测量带来的干扰，如果主动测量的周期与被测对象的变动一致，那么只可能测得一种结果；而且，主动测量还可能导致网络进入受干扰的“同步状态”。

2.2 系统的结构

网络性能测试系统主要在 IP 网络的各主要节点上进行，其主要结构如图1所示。图 1 基于流量工程的监控系统结构

2.2.1 监测子系统

网络性能测量是开展网络性能监测与控制活动的重要基础，其测量所得的数据是网络监控与评估的根本依据，包括常规的网络信息服务，MonitorServer上的天气预报服务，主干道节点的网络延迟、数据吞吐以及丢包率等重要信息，并依此而对网络运行状况进行评估。

对于网络系统的监测主要分为主动式监测和被动式监控两种方法，主动式监测主要是定时地向被监测主机发送数据包，检测其网络延迟、数据吞吐量等。主动式监测有助于及早地发现问题、分析问题，得出结论，并最终解决问题。被动式监控是指在特定的主机或站点上进行数据收集和分析，以持续地监测相关网络的运行状况，此种方法的监测周期由规律性测量和针对性测量两方面来决定。规律性测量是指以固定的时间间隔来对监测对象进行测量分析，这样的测量能够完整地反映出线路的流通状况；针对性测量是指针对网络运行中出现的特定异常情况进行专门数据采集和分析，结合规律性监测的数据来解决所遇到的问题。

2.2.2 分析子系统

分析子系统是根据监测系统所提供的数据进行研究分析的模块，其分析对象主要包括一下五个方面：其一，端与端之间的路由联通问题，进行双向监测，以分析是否存在路由阻塞、循环、摆动等病状；其二，网络瓶颈分析，测量网络瓶颈宽带流通量，确定瓶颈问题原因；其三，信息包的丢失调查：如果在网络输送中发生信息包丢失的问题，要及时分析原因，是因为网络负载过大还是恶意程序拦截等其它因素，或者根本只是因为接收者为发送相关消息；信息包输送的延迟：要分析最大延迟和最小延迟，是发送与接受的双向延迟，还是某一方的单向延迟，以此还可以确定网络的宽带流通量；最后，综合分析，分析以上所有检测结果的相关性。

2.2.3 优化与控制子系统

网络性能优化主要是根据以上面的测量和分析结果为参考，对现有的网络系统所存在的漏洞和不足进行评估，并进行优化。实时优化要求对网络运行中出现的问题进行尽快解决，时间范围要求严格，具体方法包括队列的管理，IGP/BGP，MPLS，RSVP 等技术。

该系统采用 MPLS 技术进行子系统优化。MPLS（Multi-Protocol Lable Switching）：多协议标签路由。主要针对传统网络系统中的路由问题，包括、实时传输慢、网路延迟多等弊端。传统的 IP 网络每一跳（hop）都需对 IP 分组进行路由决策，导致路由器成为网络传输的瓶颈。而网络中的第二层数据链路层具有高速快捷性。MPLS 研究了一种第二层信息流通与第三层路由转发相结合的模式，既利用了第二层数据链高质量的优势，同时利用路由器的灵活便捷功能，形成一种高效的网络性能优化模式。

2.3 系统实现过程

系统实现过程包括：对于CERNET主干网节点（包括与国际网络及国内各网络的相关联的节点）进行实时的流量统计监控；以曲线图形式实时将测量结果显示在网络上；对测量结果进行全面细致的分析；利用上述的 MPLS 技术对网络性能欠佳的路段进行完善和修复；分级收取相关费用。

三、测试结果

（1）丢包率与响应时间的测量。以 CERNET 总节点到东北地区分节点的网络测试结果为例，如图 2：

在该项测量中，TCP 及 UDP 数据包大小均为 1KB，发送窗口和接受窗口大小均为 16KB。数据吞吐量测量时间间隔为 20 分钟，以免测量太繁影响网络负载，间隔太长又得不出有效结果。

结束语

综上所述，该系统是根据 IETF 定义的 MPLS 技术对主干道节点进行监测、分析和优化，显著提高网络服务质量。通过这个系统不但可以实现对相关网络系统的有效管理，还能为网络模式设计者提供有价值的参考。