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当网络遭遇“扩容”这道坎
2006年7月24日 17:53  来源:中国计算机报  作者:张琰王君 费雪
    随着上网人数的不断增加和宽带互联网的深入应用,网络的承载能力一再受到规模和业务应用的挑战,人们开始琢磨着为网络扩容。然而如此扩容首先要确保的就是,保持或发挥已有网络资源的最大效用,而并非盲目地为网络做一次“整容”。
  近几年来,网民数量直线攀升,网络应用层出不穷。与此同时,网民对网络的承载能力、传输能力以及安全和服务质量等诸多性能逐渐产生了担忧和质疑。
  这两年,中小规模的企业组织不断出现建网和应用需求。于是,中小企业网络大量涌现,一时间也成为众多设备制造商和系统解决方案供应商的市场新大陆。而相应的,上一级的IP城域网则由于这众多局域网的运行而需要改建和修缮。这其中,最为关键和突出的需求就是由网络和业务的规模化直接导致的网络扩容。
  随着2002年中国教育和科研计算机网(CERNET)高速传输网扩容的工程建设,中国电信2006年度下一代承载网(CN2)全国范围网络扩容工程也在近日启动,同时中国宽带互联网(ChinaNet)的全国网络建设扩容工程随之开始……由此可见,在全球宽带网络的需求现状和发展形势下,网络只有合理配置资源、调整系统架构、改善系统性能,才能更好地担负和运行全球信息化的远大事业。
  据有关数据显示,到2006年底,中国的互联网用户数将达到1.2亿,而新增的大量用户都是宽带用户,可见宽带对网络发展的刺激。相对于连接互联网的各城市网络的骨干节点而言,各主干网以内的网络用户规模和应用需求就像一个婴儿在快速长大,而原有的基础架构和支撑设备却越发显得老态龙钟,再加上已经汹涌而来的宽带网络下的高带宽应用,网络——这个载万千生灵遨游全球的信息通道,则必须接受脱胎换骨的命运。
  企业网:软硬技术结伴过坎
  网络已经深入到人们的日常生活以及企业运作、生产的各个环节中,成为不可缺少的重要沟通、生产以及效率工具。如以前仅仅是新潮或者试探性的应用如VoIP,也逐渐开始成熟,其使用者迅猛增加。这些应用现状使得网络内各应用系统和设备都需要做好优化和升级的准备。
  网络的成熟应用带来了极大的流量,这给内容服务商带来了巨大的欣喜,同时也在考验服务商的网络基础架构的性能。由底层和支撑体系提供的连接功能、传输功能、安全功能以及内容功能等都在影响和制约着人们对网络的应用。用户上去了,流量上去了,如果网络性能跟不上,那么用户抱怨就会上升,严重影响用户体验。最终导致用户流失。网络服务系统如电子邮箱、VoIP、视频点播等,它们在小用户量的时候,表现出飞一般的速度,用户得到极大的快感。但是当用户上到万、十万这个级别的时候,以前简单的服务器架构以及网络出口带宽甚至内部网络组成方式,都面临严峻的挑战。
  网络带宽的瓶颈,是最早、也最容易被发现的。原有网络随着用户的增加和应用的丰富,带宽资源会被大大占用,特别是在企业网的出口位置以及骨干网,上面的流量可能经常会在高峰期跑到97%以上。一旦达到峰值,用户都会普遍感到网络速度明显慢下来了,各种以前用得很顺手的应用,都会因为带宽的不足而相形见拙。比如下载文件的速度明显慢了几倍,以前几秒钟能下载完成的内容,在屏幕上现在显示要几分钟甚至几十分钟。以前流畅的音频和视频通信,现在变得经常卡壳,通信质量严重下降。
  针对带宽瓶颈的网络升级,有两种途径:一种途径就是“修更宽的路”,就象北京的城市建设一样,从2环一直修到6环,更多更宽的路是首要的基础条件。对于网络来说,就是把几年前建网时的带宽从100M升级到千兆甚至万兆。网络带宽的升级将大大改善应用的使用情况。带宽瓶颈另外一种解决途径就是使用服务质量保证QoS技术,类似交通管理部门的“公交专用车道”,在QoS的保证下,视频和音频应用这些对延迟时间敏感的应用,将在网络中被优先传输,而普通文件下载等应用将被赋予较低的优先级,通过分级别的方法,让不同应用根据自己的特点得到相应的处理方法。
  除了带宽的瓶颈,还需要进行扩容和升级的就是网络的架构方式。对于小用户级别的应用,如视频点播服务,一个服务器可能就能满足用户的使用需求。但是当用户的数量级达到上万甚至十万的级别时,单服务器的架构已经不能满足用户的需求了。首先需要把服务器用集群的方法连接起来,每个服务器处理一定的用户,多个服务器可以采用不断扩充的方式,以一种弹性的架构来满足不断增加的用户数的需要。另外,还可以采用更先进的思想,不仅仅是增加服务器的数目,而且把客户端也变成服务器,让服务器无处不在。这就是P2P的思想,目前网络中P2P架构能很好的解决海量用户点播和下载之类的服务,每个人都是客户端,每个人也都是服务器。
  除设备的改良和策略的调整外,还有相应的技术处理,如虚拟局域网(VLAN)技术。VLAN是由位于不同物理局域网段的设备组成。虽然VLAN所连接的设备来自不同的网段,但是相互之间可以进行直接通信,好像处于同一网段中一样,由此得名虚拟局域网。VLAN不仅有利于网络安全和防止网络风暴,而且可以提高网络运行的效率,解决许多其他问题。第三层交换机的普及为VLAN的应用创造了条件。
  在实现网络升级改造的过程中,采用VLAN技术,通过划分子网、把划分子网后的网络参数配置到原有交换机、并改变划分子网后的相应设置,就可以解决网络扩容的问题。这种方法可以充分地发挥原有网络设备的作用,并在扩容的同时做到网络性能的提升。
  骨干网:核心设备显示过坎硬工夫
  以前的网络在设计的时候,对于网络链路的安全和冗余考虑得不是很多。但是随着网络应用的深入,网络已经成为需要99.9%可靠性的企业战略通道,其重要性容不得半点闪失。那么其升级和扩容的针对性就成为可靠性和安全性的问题。无庸置疑,网络要实现扩容首先得尽量提高对原有网络资源尤其是硬件设施的有效利用,从改造和升级的角度取得质的改变,尤其是核心网络设备,以便达到上层传输、连接以及应用等层面的要求,这些核心网络设备包括线缆、路由器、交换机等。
  在可靠性上,网络核心骨干设备的双冗余双链路冗余配置,已经逐渐变成主流。无论是Cisco还是华为3com等厂商的设备,在网络设备中就直接支持冗余配置,只要启动冗余协议,一旦网络设备或者链路出现故障,切换将自动进行。
  年初时,山东威海网通投资4000万元启动的城域网扩容工程中,对全市98个小区的光纤和交换机远程网管进行全部改造,按照“大容量、高带宽、高速度、高质量”的标准,建成的以光缆为主的宽带网全业务平台。据悉,当网通内部扩容计划全面启动后,南方市级出口至少达到2.5G,省级出口将达到双10G。
  在现实生活中,当城市交通状况出现大量拥堵、甚至频繁发生事故时,各种立交桥、隧道、高架桥等设施就成为缓解交通压力的有效举措。而在网络世界,当流量出现规模化以至于对基础设施和访问服务造成压力时,是否有同等效果的桥架设施减缓网络的压力呢?众所周知,在网络基础架构及设施中,路由器无疑是最核心的设备。它是网络内外机器互通的枢纽;反之,也是网络互通出现规模压力时的源头。
  Cisco作为网络基础设施的主流厂商,曾在2005年对新浪网内部网进行了全面改造和升级。采用了两台Cisco Catalyst 6509核心交换机,是为确保新浪“业务的不间断”,从而对系统进行“热备份”。其目的就是为了保障网络的高品质。前不久,华为3Com则在完成全国连锁店与总部的网络基础建设之后,实施完工了家电连锁企业苏宁的广域网三期扩容工程,该工程的顺利完工得力于:作为核心设备的Quidway S8512万兆核心多业务路由交换机,完成对整个大厦的数据承载;S6506R和S3000系列交换机安置在汇聚层和接入层,实现基础网络的智能化。近日,港湾网络也再次承担了辽河油田运营网络扩容项目建设。据了解,此次扩容项目采用的产品包括640G交换容量的BigHammer6808万兆骨干交换机、FlexHammer5210多层智能交换机、Hammer10000 IP DSLAM。而最终辽河油田运营网络在扩容后,将增加数千个宽带用户的放号能力。
  在考虑扩容问题时,原有网络资源的有效整合和利用就成为网络用户最为关心和热衷的话题,而这也是他们选型和采购的一个标准。无论如何,对于那些扩容后的网络,不仅要在速度、容量上完全满足需求,更重要的是,需要将原本松散的网络从规格、管理软件、安全防护等方面进行整合和统一。此外,还要求网络具有可扩展性,以便未来可以方便地进行升级。
 
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