IP流量控制技術在寬帶中的應用

摘 要：隨著寬帶中國戰(zhàn)略的出臺，我國的幾大電信服務企業(yè)逐漸加快了寬帶提速的步伐，給人們的現(xiàn)代生活帶來了很大的便利。但是隨著網(wǎng)速的不斷提升，以及一些網(wǎng)絡P2P應用的普及，網(wǎng)絡寬帶變得越來越擁擠，嚴重影響了人們的上網(wǎng)體驗，一些重要的網(wǎng)絡信息傳輸也受到了嚴重的阻塞。通過IP流量控制技術可以有效緩解網(wǎng)絡擁擠現(xiàn)象，增加寬帶的利用率，保證網(wǎng)絡通訊的順暢進行。

關鍵詞：IP；網(wǎng)絡；流量控制；應用

對寬帶信息流量進行必要的控制能夠保障整個網(wǎng)絡平穩(wěn)、高速的運轉(zhuǎn)，也是開展各種高質(zhì)網(wǎng)絡服務的前提。目前互聯(lián)網(wǎng)上的大多數(shù)流量是基于TCP協(xié)議和UDP協(xié)議進行傳輸?shù)模琓CP是一種面向連接的傳輸協(xié)議，具有安全可信的特點，而UDP協(xié)議是一種無連接的傳輸協(xié)議，適用于一些高效的信息傳送任務。UDP因為缺乏傳輸層的流量管控體制，容易導致對寬帶資源的不合理的使用，對TCP傳輸性能也造成了一定影響。通過IP流量控制技術可以有效的做好基于TCP及UDP協(xié)議的流量管理工作，維護信息網(wǎng)絡的良好秩序。

1 IP流量去向的分析

IP流量的控制與IP流量的分析密切相關，只有做到良好的流量分析，才能實現(xiàn)對流量的有效管理和控制。目前主要有以下幾種常用的流量分析方法。一是以簡單網(wǎng)絡管理協(xié)議為基礎的流量分析，這是目前最普遍的一種流量統(tǒng)計手段，它借助于收集網(wǎng)絡節(jié)點等關鍵位置的數(shù)據(jù)流量信息，得知網(wǎng)絡重要節(jié)點的數(shù)據(jù)流量的大小，對流量大小的掌握較為精確，但是對數(shù)據(jù)的出處和流向無法進行有效地監(jiān)控。二是以DFI為基礎的流量分析，它是通過抽樣的手段，以一定的比例來采集和記錄網(wǎng)絡流量信息，可以準確得到各流向數(shù)據(jù)的比例關系，其缺陷是需要設備開放某些特殊的功能，并在一定程度上降低了設備的性能；三是以DPI為基礎的流量分析，它是通過廣泛布置的DPI設備獲得全面、豐富的流量統(tǒng)計信息，其缺點是投入的成本太高、統(tǒng)計的信息比較繁雜。通過以上三種手段，可以對網(wǎng)絡流量的分布、流向和大小都有一個比較具體的了解。

2 IP流量控制的方法

目前存在多種IP流量控制技術，但是根據(jù)作用對象的不同，可以將其分為宏層控制和微層控制兩大類，宏層控制是一種對全網(wǎng)資源的統(tǒng)籌調(diào)控，其技術手段復雜，觸及的層面較多，本文著重對微層控制的相關技術手段和原理進行講述。微層控制面向的對象是數(shù)據(jù)包，它通過對網(wǎng)絡中各節(jié)點數(shù)據(jù)的調(diào)動、舍棄和攔截，實現(xiàn)對流量的有效控制。

2.1 對數(shù)據(jù)的調(diào)動

在網(wǎng)絡信息傳輸中，每個端口對信息的吞吐速率都是有限的，當多個數(shù)據(jù)流共享同一端口時，可能出現(xiàn)輸入的數(shù)據(jù)總量超過端口容納上限的情況，此時端口對信息的輸出速率落后于數(shù)據(jù)的輸入速率，便會采取一種排隊處理的機制對數(shù)據(jù)進行有效的管理。在傳統(tǒng)的IP流量控制中，對數(shù)據(jù)采取的是先來先服務的調(diào)動模式，即以時間的先后順序為優(yōu)先級對數(shù)據(jù)進行劃分，對先到達的信息進行優(yōu)先處理，這是一種籠統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理模式，存在一定的缺陷。首先它無法兼顧數(shù)據(jù)的重要性，如果后到達的數(shù)據(jù)中包含重要信息，會因為排隊等待而增加其延遲，降低數(shù)據(jù)處理的效率，其次這種數(shù)據(jù)管理模式對有害數(shù)據(jù)的侵襲缺乏有效的抵抗力。目前比較流行的是一種基于數(shù)據(jù)優(yōu)先級的排隊處理機制，這是一種對數(shù)據(jù)進行“插隊”的靈活處理方式，是對傳統(tǒng)列隊處理機制的一種改進，他在對數(shù)據(jù)進行排隊管理的基礎上兼顧數(shù)據(jù)的重要性。當一些數(shù)據(jù)包進入端口之后，端口設備首先根據(jù)各數(shù)據(jù)包的重要性確定他們的優(yōu)先級，然后根據(jù)優(yōu)先情況將他們放至隊列中不同的位置，排隊等待處理。在這種模式下，優(yōu)先級越高的數(shù)據(jù)包越靠前，其延遲就越低，傳輸性能越高，從而實現(xiàn)了對寬帶資源的充分利用。雖然采用優(yōu)先級的排隊處理機制仍然尋在一定的缺陷，但經(jīng)過不斷的技術改進和創(chuàng)新之后，它已經(jīng)越來越完善和合理，能夠?qū)崿F(xiàn)對網(wǎng)絡IP流量的有效控制。

2.2 對數(shù)據(jù)的攔截和丟棄

在數(shù)據(jù)的排隊處理機制中，隊列的長度是有上限的，即端口對數(shù)據(jù)的緩存能力是有限的。當網(wǎng)絡阻塞的情況比較嚴重時，排隊等候的數(shù)據(jù)總量有可能超過端口的最大緩存，此時端口必須攔截和舍棄部分的數(shù)據(jù)來維持正常的數(shù)據(jù)隊列。一般會舍去優(yōu)先級較低的數(shù)據(jù)，保留優(yōu)先級較高的數(shù)據(jù)，雖然這種情況造成了部分數(shù)據(jù)的丟失和浪費，但是從整體上講，它維護了網(wǎng)絡的暢通，有效保障了整個網(wǎng)絡的良好運轉(zhuǎn)。

3 總結

隨著信息網(wǎng)絡突飛猛進的發(fā)展，網(wǎng)絡信息流量呈爆炸式的增長，又因為IP網(wǎng)絡無固定連接的特性，使得整個寬帶信息資源的流動充滿無序性和混亂性，寬帶資源的合理利用和通訊信息的正常傳輸正面臨著巨大的挑戰(zhàn)。本文就IP流量控制技術在寬帶中的應用進行了分析，希望能夠?qū)ξ覈膶拵ЬW(wǎng)絡建設起到一定的指引和幫助作用。

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