部署流量加速系統，提升校園網絡體驗

曹新鴻，李莉寧

（1.邢臺職業技術學院，河北 邢臺 054035；2.邢臺縣農村信用合作聯社，河北 邢臺 054000）

部署流量加速系統，提升校園網絡體驗

曹新鴻1，李莉寧2

（1.邢臺職業技術學院，河北 邢臺 054035；2.邢臺縣農村信用合作聯社，河北 邢臺 054000）

本文介紹了通過在校園網核心交換機上部署網絡流量加速緩存設備，利用網絡閑時帶寬下載熱點網絡資源。通過重定向技術對訪問請求與緩存資源進行匹配，實現緩存服務器內容的優先輸出，既節省校園網出口帶寬，同時提升校園網用戶網絡體驗感。

網絡流量加速；校園網出口帶寬；網絡行為

一、背景與現狀

近年來隨著互相網用戶數的不斷增加和各類移動終端的普及，各大電信運營商不斷加大用戶終端的帶寬來滿足當前用戶正常的網絡訪問需求。在各類網絡應用中，HTTP下載、Web高清視頻、P2P下載（視頻）是最典型的網絡應用，是用戶評價各運營商網絡質量的重要標尺，同時也在很大程度上促進了互聯網的發展和寬帶接入的普及。根據中國互聯網絡信息中心（CNNIC）發布的《第34次中國互聯網絡發展狀況統計報告》中指出，截至2014年6月，中國網絡視頻用戶規模達4.39億，較去年年底增加1 057萬人，用戶增長率為2.5%，其中，手機視頻用戶規模為2.94億，與2013年底相比增長了4 709萬人，增長率為19.1%。網民使用率為55.7%，相比2013年底增長6.4個百分點［1］，見圖1。

圖1 2013.12-2014.6 網絡視頻/手機網絡視頻用戶規模及使用率

由此可見，日益增加的網絡用戶對視頻資源的需求增長和對帶寬的需要是當前網絡的主要壓力所在，盡管運營商可通過對帶寬擴容，提升用戶接入帶寬，但是用戶在觀看網絡視頻時還是會遇到卡頓、延時等現象，降低了用戶網絡體驗感，這種現象在網絡復雜和人員集中的高校中更為突出。

二、網絡加速系統原理及特點

網絡緩存加速設備就是針對當前大規模網絡（高校和運營商）中的文件下載、在線視頻、P2P應用設計的一種產品，旁路（或透明）部署在核心交換機位置，利用交換機端口鏡像對HTTP和P2P協議中的流量監聽，對監聽數據數據采集分析，獲取用戶互聯網訪問行為的熱點，包括對網站的鏈接、文件鏈接、在線視頻、搜索關鍵詞等內容的分析統計，在網絡閑時對熱點內容進行下載緩存，系統引擎利用HTTP重定向和P2P重定向技術對訪問請求與緩存資源表進行匹配，實現緩存服務器的內容輸出。以HTTP302的響應方式指向緩存服務器，工作原理見圖2。

圖2 網絡加速設備工作原理

主要緩存方式和內容有HTTP緩存（支持多種HTTP請求，多種文件格式，WEB涉及到的各種軟件壓縮文件、圖片文檔、音視頻及移動APP.）；在線視頻緩存（支持多種視頻來源：優酷網、土豆網、愛奇藝、央視網、迅雷看看等各類視頻服務站點，支持多種視頻格式：3gp、ape、asf、mkv、mp4、rm、mpg等幾十種常見視頻格式）；P2P緩存（支持基于P2P協議的多種客戶端軟件內容緩存，支持的軟件有BitTorrent、BitComet、迅雷、FlashGet、QQ旋風等）。

三、部署實例

下面以某廠家的網絡流量加速設備在某高校的應用實例進行分析和說明。設備參數描述：內存16G、硬盤10T（SATA）/120G SSD、接口2GE/2GE光、電源、1+1冗余、適用規模15 000人。

某高校網絡情況描述：出口帶寬600M，在校生14 000人，信息點數6 000，平時并發數1 600［2］。

現狀：因為帶寬出口小，上網用戶多，網絡帶寬常常處于飽和狀態，學生對于視頻和文件的應用要求高，造成教學辦公區域正常的網絡行為受到嚴重影響，購買了專業的網絡流控設備后，對視頻和下載進行了限制，保證了網絡教學和辦公的使用，但是觀看視頻出現卡頓、延遲、下載文件緩慢現象，用戶意見頗多。

設備部署和設置：設備旁路部署，不影響原有網絡結構，采用對核心交換機的端口鏡像或分光器方式，系統獲取校園網出口的上行流量，實現熱點收集和內容服務，拓撲圖如圖3，設備接入網絡后，通過管理口進行配置，主機設置、緩存設置、內容管理、系統控制等。

圖3 設備部署后的網絡拓撲圖

四、應用效果

設備部署一周后，網絡狀況明顯改善，網絡高峰時一般也不會超過90%，軟件下載和手機應用平臺下載大部分達到內網下載速度，觀看主流視頻網站內容流暢，通過流控設備觀察，P2P和視頻應用比部署設備前帶寬占用率明顯下降，網站瀏覽提升到第一位，降低了出口帶寬壓力，減少近30%的帶寬需求。加速設備中可觀察到總下載數據、實時服務流量和實時緩存資源命中數。如圖4中可以看出設備服務流量最高時達到每秒650M，資源命中數達到30-40%。圖5中網卡eth0監測的流量為整個校園網的出口流量，網卡eth1監測的流量為服務流量，兩者通過對比可明顯發現，網絡流量加速設備在節省網絡出口帶寬方面的重要性。

圖4 網絡流量加速設備實時流量與在線訪問數

圖5 網絡流量加速設備監測校園網出口流量與服務流量

五、結束語

各個高校的網絡建設情況各有不同，但基本都面臨出口帶寬不足的問題，盲目對出口擴容只能短期內解決問題，但要付出高額的帶寬租用費，增加網絡流量加速設備不僅能增加網絡用戶體驗感，解決網絡視頻和軟件下載緩慢的問題，同時也提供了另一種解決網絡出口帶寬不足的方法和思路，無形中相當于增加了網絡帶寬。

［1］中國互聯網絡信息中心. CNNIC發布第34次《中國互聯網絡發展狀況統計報告》［J］.互聯網天地，2014（7）：71-89.

［2］孫玉華.高職院校校園網絡文化平臺體系設計［J］. 實驗技術與管理，2014（11）：163-165.

Deploying Traffic Acceleration System to Improve the Campus Network Experience

CAO Xin-hong1，LI Li-ning2

（1.Xingtai Polytechnic College， Xingtai， Hebei 054035， China；2. Xingtai County Rural Credit Cooperative Union， Xingtai， Hebei 054035， China）

This paper describes the deployment of campus network core switch network traffic acceleration caching devices， the use of network bandwidth， downloading leisure hotspot network resources. By redirecting access requests and caching technology to match resources，we can achieve priority output caching server content，saving campus network bandwidth while improving network experience a sense of campus network users.

network traffic acceleration； campus network export bandwidth； network behavior

TP393.18

A

1008—6129（2015）03—0100—04

（責任編輯 馬 驊）

2015—03—08

曹新鴻（1971—），陜西藍田人，邢臺職業技術學院后勤集團，工程師。