網絡數據傳輸性能分析與改進

引言： 報社的印前網絡系統存在的工作繁忙時段網絡數據傳輸速度下降的問題。本文通過調查與分析，從網絡系統拓撲結構和網絡系統數據信息交換兩個方面入手，找出主要問題存在的原因，為網絡系統改造提供參考依據。

現有網絡系統的拓撲結構分析

在圖1所示的研究目標單位報紙印前出版系統網絡拓撲結構圖中，各組成部分網絡連接設備都使用了數據交換機，并以數據交換機為中心節點，根據實際需要，分別通過使用光纖、千兆5類或超5類雙絞線、非屏蔽雙絞線等傳輸介質，呈星型連接網絡應用設備。整個局域網以思科CISCO4506核心層數據交換機為中心節點，各功能區的網絡應用計算機使用中興接入層交換機進行連接，思科CISCO4506核心層數據交換機與接入層交換機進行連接后，使之成為一個整體。

但通過對整個印前網絡系統的數據交換規律的分析，可以看出，現有網絡系統出現時段性網速下降的主要原因在于網段功能劃分不夠完善。其主要表現在以下幾個方面。

1.部分關鍵網段設備配置不合理，造成數據交換信息量過大。在網絡主控部分，兩臺數據信息交換比較頻繁且信息量較大的服務器共用了一個接入層交換機，使之在敏感時段成為網絡傳輸瓶頸；而另一臺接入層交換機連接的專用服務器數據交換壓力小，但是，用于保存印前排版的文字圖像文件的服務器數量不夠（或存儲空間小）。在印刷廠排版輸出中心部分，沒有使用接入層交換機，而是使用的光纖轉接設備和普通集線器，交換設備之間的匹配沒有得到最大優化，且還存在光纖轉接設備這一中間環節。

2.與互聯網連接時數據交換壓力較大，影響了整個網絡系統的運行效率。

整個印前網絡系統只有一個與互聯網連接的端口，且每一個組成部分都需要實現共享上網，在某些時段還存在大信息量的文件接收和發送。另外，在敏感時段，印刷廠還需要通過互聯網接收外地承印報紙制版輸出文件的接收。在整個網絡系統中，通過局域網和互聯網進行交換的數據都需要共用相同網絡交換設備，出現大信息量的數據傳輸時，就可能在交換設備處造成網絡擁塞現象。

3.工作站操作系統混用，在一定程度上會影響數據交換效率。由于印前網絡系統中的核心功能軟件及一些印前處理軟件的設計開發，是以某種計算機操作系統為平臺進行的，這些軟件的應用也只能在指定的操作系統下運行，或者是只有在指定的操作系統下運行更為穩定。而在網絡系統中，所有工作站中出現操作系統混用，雖然，使用的網絡通信協議都是TCP/IP，在實際應用，也一定會對整個網絡系統的穩定運行造成影響。這種情況主要表現在整個網絡系統中的日報采編平臺、晚報采編平臺和印刷廠排版輸出中心這三個網段區域，在這三個區域主要集中使用系統的核心軟件——采編系統和印前處理軟件，這些軟件當前的版本都只適用于Windows XP操作系統下。

圖1 報紙印前出版系統當前的網絡拓撲結構圖

網絡系統結構的調整

通過以上對印前網絡系統拓撲結構和數據交換規律的分析發現：該網絡系統在報紙印前處理的繁忙時間，由于存在大信息量的圖文數據文件（特別是彩色圖像文件）需要頻繁交換，而且只是涉及少量網段和交換設備，從而造成局域網數據交換擁塞；核心層與接入層數據交換機品牌不一，存在數據交換算法差異，數據交換設備的最大效率沒有得到充分發揮；整個局域網共享上網出口只有一個，且專線接入帶寬較小（5兆光纖接入），同時，還存在辦公與非辦公混用的情況，與互聯網進行數據交換的不穩定因素較多；部分網段網絡交換設備配置落差太大，且存在多余環節，影響數據交換效率；整個網絡系統工作站中存在多種Windows操作系統版本，且計算機硬件配置偏低，也影響到了數據交換效率。以上這些影響網絡系統運行效率的因素，在圖1所示的網絡拓撲結構圖中，所涉及的區域主要在網絡主控部分、數字報手機報網站部分、印刷廠排版輸出中心部分和兩報采編平臺部分。解決問題的方案要點是：通過增加或升級作用于整個系統的網絡節點和重要網段中的網絡節點，解決局部網絡擁塞問題；同時，對訪問頻繁、數據流量大的節點進行調整分流。

在主控部分的網絡結構調整中，主要是對兩個數據交換較為頻繁、信息較大的服務器與接入層交換機進行重新分類連接，將采編系統服務器和新華社傳稿接收文件服務器從同一個接入層交換機接入中分開；對接入層交換機進行升級，將原來的中興ZXR10-3906接入層交換機更換為思科CISCO3750接入層交換機；增加圖文數字文件服務器的數量，并進行重新分類；內部網絡線路還是以千兆網線連接為主，接出線路則以光纖（樓棟之間）和千兆網線（同一樓棟內）為主，由于整個網絡系統中工作站使用的網卡最大數據傳輸速度在每秒百兆之內，且互聯網接入的帶寬不到十兆，在主控部分使用傳輸性能更高的網線并沒有必要，而沒有使用百兆網線的主要原因是基于多路訪問的需求和增強網絡核心部分可擴展性等方面的考慮。另外，為了采集實驗數據的準確性，針對主控部分的局域網調整，還應包括對數字報手機報網站部分、日報晚報采編平臺部分和印刷廠輸出中心部分的交換設備進行調整。調整構建后的主控部分網絡結構如圖2所示。

圖2 調整后的主控部分網絡系統組成結構圖

在網站部分的網絡結構調整中，主要涉及到的區域主要包括數字報手機報網站部分、主控部分，同時，對其他區域的網絡結構進行調整，以數據交換分流為主要目的。在對主控部分的網絡結構調整中沒有更換的中興ZXR10-3906接入層交換機統一更換為思科CISCO3750接入層交換機，并對連接線路進行調整后，在網站部分增加一臺思科CISCO4506核心層數據交換機，通過這臺交換機增加一個互聯網接入點。通過設置兩個互聯網關網的IP地址，根據應用需要和數據交換流量現狀，將原來的一路共享局域改為兩路共享。日報晚報采編平臺共享主控部分設置的一路，網站發布不平臺、印刷廠輸出中心、行政辦公平臺及職工休息平臺共享網站部分設置的一路，所有工作站通過網絡配置參數設置各自的互聯網接入網關。

結論

通過對原有的印前網絡系統中的幾個重要組成區域（實際上關聯了整個印前局域網的所有區域）的網絡結構調整后，依據實驗過程對局域網和互聯網中數據交換的測量數據結果顯示，調整后的印前網絡系統數據傳輸速度有了明顯提升。