【摘要】本文通過對近年來互聯(lián)網(wǎng)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(yè)務識別、保護關(guān)鍵業(yè)務、靈活控制非關(guān)鍵業(yè)務的帶寬管理方法，并預測了寬帶管理帶來的業(yè)務前景。
1 近年來互聯(lián)網(wǎng)流量的發(fā)展變化趨勢
1.1 互聯(lián)網(wǎng)流量協(xié)議分析
通過對一個典型
網(wǎng)絡出口流量的協(xié)議分析（圖1）可以看出，當前網(wǎng)絡流量中的主要協(xié)議類型為TCP，占總流量的比例高達80％，其次為UDP，為18％，其它協(xié)議類型流量較少，不足2％。
1.2 互聯(lián)網(wǎng)流量應用分析
進一步深入到網(wǎng)絡的應用層分析（圖2）可以看出，當前網(wǎng)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(jīng)常24小時在線的特點相吻合。
1.3 互聯(lián)網(wǎng)流量TCP端口分析
從針對協(xié)議分析的結(jié)果可以看出，網(wǎng)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(lián)網(wǎng)中最普遍使用的協(xié)議是WWW服務程序所用的協(xié)議HTTP（超文本傳輸協(xié)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(xié)議的流量，除80端口外，其它單個端口的流量都較小，TCP協(xié)議流量在不同端口的分布性較廣。
對比“互聯(lián)網(wǎng)流量應用分析”的結(jié)果，可以得出結(jié)論：當前，在流量應用分析中占據(jù)首位的P2P流量，由于使用了動態(tài)端口技術(shù)，其流量的端口分布很廣。
根據(jù)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(lián)網(wǎng)流量成分的變化主要體現(xiàn)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(wǎng)接入、CableModem等寬帶接入技術(shù)的迅速普及，基于IP的寬帶網(wǎng)絡已成為未來網(wǎng)絡發(fā)展的必然趨勢。
然而在部署更高性能的網(wǎng)絡設備和更龐大的網(wǎng)絡帶寬的同時，運營商、網(wǎng)絡管理員和最終用戶都發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡擴容的結(jié)果往往難以令人滿意，基于帶寬批發(fā)理論的網(wǎng)絡設計架構(gòu)（核心－匯聚－接入模型）受到新型網(wǎng)絡應用模式（點對點模型）的強烈挑戰(zhàn)，不可避免地面臨以下三個問題：
2.1 帶寬增長與網(wǎng)絡規(guī)劃的不一致
寬帶運營商的網(wǎng)絡規(guī)劃是寬帶運營商建設網(wǎng)絡的重要步驟，運營商非常有必要建立起一種機制來統(tǒng)計同時在線用戶數(shù)、每用戶每天在線時間和每用戶平均帶寬消耗等重要參數(shù)，利用一定量范圍內(nèi)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，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(tǒng)計價值以及對寬帶上網(wǎng)用戶的消費帶寬的習慣對運營商合理地規(guī)劃網(wǎng)絡和建設網(wǎng)絡甚至開發(fā)新的產(chǎn)品以及評估新產(chǎn)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(shù)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(wǎng)絡的建設進行規(guī)劃，運營商往往是依照經(jīng)驗進行計劃和規(guī)劃，而這些經(jīng)驗值往往是不準確和缺乏理論依據(jù)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(wǎng)絡中，由于不同級別的業(yè)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(wǎng)絡帶寬和設備處理/轉(zhuǎn)發(fā)資源，造成總體的用戶服務體驗的下降。
·大客戶：由于關(guān)鍵應用得不到質(zhì)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(yè)務在業(yè)務高峰時期體驗越來越差，怨聲載道。
雖然不斷的網(wǎng)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(yè)務收益的不一致
寬帶網(wǎng)絡的收益模式，同樣也遵循經(jīng)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(chǎn)生的影響。簡單地增加網(wǎng)絡容量，產(chǎn)生的成本和費用太高，增加了網(wǎng)絡的復雜程度，并使得網(wǎng)絡更不易于管理和維護。
為應對網(wǎng)絡應用的日新月異和用戶不斷增長的業(yè)務需求，運營商和大型公司網(wǎng)絡的管理者都迫切希望能在現(xiàn)有IP網(wǎng)絡架構(gòu)的基礎上，實現(xiàn)有效的基于應用識別的網(wǎng)絡帶寬管理。
3 帶寬管理的實現(xiàn)方法
3.1 對業(yè)務的有效識別
應用流量的復雜性和多變性,使得傳統(tǒng)的利于IP地址和協(xié)議端口的流量識別技術(shù)已無法滿足寬帶網(wǎng)絡應用成分分析的要求�，F(xiàn)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(guī)定的控制級別功能。
當前業(yè)界最新的應用識別技術(shù)可分為兩大類型（見下表）：
3.2 對關(guān)鍵業(yè)務的有效保護
大客戶使用的關(guān)鍵性業(yè)務（ERP系統(tǒng)、視頻會議系統(tǒng)等）往往以互動方式進行信息交互，網(wǎng)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(guān)鍵性業(yè)務提供充足的帶寬通道是提升用戶滿意度的重要環(huán)節(jié)。
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(fā)，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(yè)務影響。
3.3 對非關(guān)鍵業(yè)務的靈活控制
3.3.1 普通業(yè)務
常規(guī)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(nèi)容，此類業(yè)務一般不會帶來非常可觀的業(yè)務收益，但服務質(zhì)量下降時往往會帶來大量業(yè)務投訴，所以為普通業(yè)務提供一個合理有效的服務質(zhì)量級別非常重要�？梢圆捎幂^為寬松的管理策略，為所有普通業(yè)務分配一個“管道”，并設定一個合理的突發(fā)上限，這樣既保證了普通業(yè)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(yè)務
在采用固定費用的條件下，新興的P2P網(wǎng)絡應用往往會大量的占用網(wǎng)絡帶寬資源，造成網(wǎng)絡的擁塞和低效，而持續(xù)增長的P2P流量不會為運營商帶來相應的收益以彌補網(wǎng)絡擴容帶來的成本支出，所以策略性的限制低價值業(yè)務流量的帶寬占用，是保證全網(wǎng)流量水平正常的重要舉措。例如，在每天9點～22點的業(yè)務高峰期，將低價值業(yè)務的帶寬峰值限制在5％～10％，剩余時段上限閥值做適當上調(diào)。
3.3.3 危害性業(yè)務（攻擊/病毒流量）
基于業(yè)務識別的帶寬管理，首次在全網(wǎng)安全的高度，提供了有效控制攻擊/病毒流量的網(wǎng)絡安全手段。基于流量特征分析的方法，可以在網(wǎng)間互聯(lián)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(wǎng)絡攻擊的行為。
4 帶寬管理帶來的業(yè)務前景
對于運營商而言，寬帶網(wǎng)絡的發(fā)展仍處在用戶不斷增長的擴張期，但各類網(wǎng)絡應用的迅速出現(xiàn)和網(wǎng)絡環(huán)境的日趨復雜，要求網(wǎng)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(wǎng)絡帶寬管理，將促進并最終幫助運營商實現(xiàn)如下的重要轉(zhuǎn)變。
4.1 由“接入服務”演變?yōu)椤皟?nèi)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(yè)務，滿足用戶的商業(yè)/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(wǎng)絡上內(nèi)容提供的效果和質(zhì)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?yōu)椤岸喾N服務級別”
對應用和信息的不同需求，使得不同用戶對網(wǎng)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(xiàn)商業(yè)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(wǎng)絡服務，從而最終提升用戶的使用體驗。
帶寬管理技術(shù)將為寬帶互聯(lián)網(wǎng)提供更多實現(xiàn)“精細化”經(jīng)營的手段，運營商將逐步實現(xiàn)分等級的客戶服務，改變互聯(lián)網(wǎng)“免費”或者“廉價”的觀念，給用戶提供基于新網(wǎng)絡的差異化服務，從技術(shù)上保證了業(yè)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
