學(xué)校公用計(jì)算機(jī)機(jī)房P2P網(wǎng)絡(luò)流量管理策略

鄒進(jìn)明

摘要：學(xué)校公用計(jì)算機(jī)機(jī)房擔(dān)負(fù)著支撐計(jì)算機(jī)教學(xué)、支持相關(guān)的計(jì)算機(jī)考試和支持學(xué)生自主學(xué)習(xí)的重任，隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，遠(yuǎn)程教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的發(fā)展越來(lái)越迅猛，計(jì)算機(jī)機(jī)房對(duì)網(wǎng)絡(luò)的依賴越來(lái)越緊密，而網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的多樣化給網(wǎng)絡(luò)的出口帶寬帶來(lái)了沉重的壓力。要保證機(jī)房網(wǎng)絡(luò)的順暢，必須要加強(qiáng)機(jī)房網(wǎng)絡(luò)帶寬的監(jiān)控和管理，限制和阻斷非教學(xué)業(yè)務(wù)相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)流量。機(jī)房的網(wǎng)絡(luò)是否順暢是衡量機(jī)房網(wǎng)絡(luò)管理質(zhì)量的重要指標(biāo)。

關(guān)鍵詞：公用機(jī)房；網(wǎng)絡(luò)帶寬；流量控制

中圖分類號(hào)：TP393.18

機(jī)房網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，占用帶寬較大的常見(jiàn)應(yīng)用是網(wǎng)絡(luò)視頻和基于P2P的下載軟件，特別是隨著P2P技術(shù)的迅速發(fā)展，使得P2P技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越多，網(wǎng)絡(luò)視頻播放軟件、BT下載軟件和其他各類軟件的更新與升級(jí)等大部分軟件都通過(guò)P2P技術(shù)進(jìn)行，特別是網(wǎng)絡(luò)視頻播放軟件的發(fā)展，越來(lái)越趨向于傳統(tǒng)的BT下載軟件，采用P2P技術(shù)，在大流量下載網(wǎng)絡(luò)視頻的同時(shí)也進(jìn)行著大流量的上傳，使得校園網(wǎng)的出口通道中充斥著大量的P2P流量，機(jī)房的出口帶寬被這些P2P流量大量占用，網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁擠現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)核心設(shè)備負(fù)擔(dān)過(guò)重?zé)o法處理過(guò)多的數(shù)據(jù)包，設(shè)備的轉(zhuǎn)發(fā)速度迅速下降，甚至出現(xiàn)設(shè)備死機(jī)而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中斷。

P2P技術(shù)的分布式特性使得P2P應(yīng)用的控制難以被監(jiān)管和控制，如何對(duì)P2P流量進(jìn)行有效的管理已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)管理人員的重要任務(wù)，本文通過(guò)分析學(xué)校機(jī)房網(wǎng)絡(luò)流量的應(yīng)用分布，主要通過(guò)部署Panabit流量控制系統(tǒng)，針對(duì)占用網(wǎng)絡(luò)帶寬較大的基于P2P技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)視頻和BT下載軟件進(jìn)行監(jiān)控和管理，通過(guò)限速或者阻斷基于P2P技術(shù)應(yīng)用的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)降低P2P流量在教學(xué)時(shí)間中對(duì)網(wǎng)絡(luò)出口帶寬的占用，以達(dá)到控制非教學(xué)業(yè)務(wù)流量，合理利用網(wǎng)絡(luò)出口帶寬和保證機(jī)房網(wǎng)絡(luò)使用順暢的效果。

1機(jī)房網(wǎng)絡(luò)帶寬管理難點(diǎn)

1.1上網(wǎng)行為的多樣化：機(jī)房?jī)?nèi)計(jì)算機(jī)數(shù)量眾多，導(dǎo)致機(jī)房用戶上網(wǎng)行為的多樣化，BT/電驢下載、在線游戲、在線視頻和在線歌曲、IM聊天等，這些上網(wǎng)行為大部分都會(huì)對(duì)帶寬占用要求特別高，特別是BT/電驢下載、在線視頻和在線音頻。

1.2網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的多樣化：除了傳統(tǒng)的迅雷、電驢等BT下載軟件采用P2P技術(shù)之外，越來(lái)越多的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件也采用了P2P技術(shù)。例如各大視頻網(wǎng)站開(kāi)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)播放器、各大音樂(lè)網(wǎng)站開(kāi)發(fā)的播放器以及大部分傳統(tǒng)的應(yīng)用軟件（例如安全軟件、輸入法軟件等）的更新模塊都采用了P2P應(yīng)用。這些采用P2P技術(shù)的軟件運(yùn)行時(shí)不僅占用下行帶寬，還不斷地通過(guò)P2P特有的上傳機(jī)制占用上行帶寬，使得網(wǎng)絡(luò)的出口帶寬可以在很快的時(shí)間內(nèi)被迅速無(wú)限地占用。

1.3P2P流量應(yīng)用的多樣化：P2P應(yīng)用流量主要的特點(diǎn)表現(xiàn)為：搶占空閑帶寬、上下行流量對(duì)稱、一對(duì)多點(diǎn)鏈接、大部分端口可變、協(xié)議相對(duì)固定、流量特征不明顯。這些特征導(dǎo)致P2P在采集分析、識(shí)別和管理方面比較困難。

1.4P2P技術(shù)的多樣化：P2P特有的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸機(jī)制使得P2P的監(jiān)控和管理越來(lái)越難，以傳統(tǒng)的迅雷、網(wǎng)際快車為首的BT軟件不斷地更新其P2P技術(shù)，甚至在現(xiàn)有P2P技術(shù)的基礎(chǔ)上自主開(kāi)發(fā)新的私有P2P協(xié)議（例如迅雷自主開(kāi)發(fā)的PS2P技術(shù)），這些自主的P2P有的還采用了加密技術(shù)，使得這軟件產(chǎn)生的應(yīng)用流量更加難以被監(jiān)控和管理。

2Panabit流量控制系統(tǒng)

Panabit是基于X86硬件構(gòu)架的協(xié)議識(shí)別和管理平臺(tái)，協(xié)議識(shí)別精確，流量控制精準(zhǔn)，具有強(qiáng)大的協(xié)議識(shí)別和控制功能，自主研發(fā)的國(guó)內(nèi)最專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層流量監(jiān)控和管理引擎，實(shí)現(xiàn)基于應(yīng)用層的流量管理或帶寬分配。采用雙OS主備機(jī)制保障了在X86平臺(tái)上具有高性能和高穩(wěn)定性。Panabit有專業(yè)版、標(biāo)準(zhǔn)版和網(wǎng)吧版本，標(biāo)準(zhǔn)版為免費(fèi)提供版本（本文所部署的Panabit為標(biāo)準(zhǔn)版本）。

3部署Panaibit流控系統(tǒng)

Panabit可以安裝在普通的X86電腦上，安裝Panabit的電腦需要有三張網(wǎng)卡，Panabit的部署主要采用網(wǎng)橋模式，部署結(jié)構(gòu)如下圖所示：

4Panabit的管理和配置

Panabit的管理配置：安裝Panabit的計(jì)算機(jī)必須安裝有三張網(wǎng)卡，在三張網(wǎng)卡中選擇一個(gè)網(wǎng)卡接口作為管理借口，其余兩張網(wǎng)卡配置為網(wǎng)橋的內(nèi)網(wǎng)接口與外網(wǎng)接口，并為管理接口配置IP地址（例如本文將IP地址配置為192.168.2.24），可以通過(guò)瀏覽器或者通過(guò)HTTPS方式直接訪問(wèn)該管理IP地址進(jìn)入Panabit的登錄管理界面。

Panabit的策略配置：

4.1定義限速對(duì)象。可在IP群組里添加要限速或者放行的IP地址或者IP地址段，也可在編輯策略時(shí)直接添加。

4.2創(chuàng)建策略組并自定義策略組的名稱。

4.3在策略組添加相應(yīng)的策略并編輯策略。在策略編輯頁(yè)面選擇相關(guān)的參數(shù)，例如下圖

其中執(zhí)行動(dòng)作主要分為：允許、阻斷、數(shù)據(jù)通道

4.4在策略調(diào)度中添加計(jì)劃調(diào)用策略組的時(shí)間段。

4.5在計(jì)劃的時(shí)間段，Panabit開(kāi)始調(diào)用策略組并使之開(kāi)始監(jiān)控或者管理網(wǎng)絡(luò)帶寬。

5Panabit流量控制系統(tǒng)的應(yīng)用

5.1調(diào)用策略組限速前—系統(tǒng)流量圖分析圖。通過(guò)Panabit流控的系統(tǒng)流量圖（圖5-1）可以看到，在沒(méi)有調(diào)用限速策略組的時(shí)候，機(jī)房從8：10開(kāi)放開(kāi)始，整個(gè)機(jī)房網(wǎng)絡(luò)流量的基本情況。

圖 5-1調(diào)用策略組前的系統(tǒng)流量圖

流量趨勢(shì)分析：機(jī)房網(wǎng)絡(luò)的下行流量迅猛飆升到60Mbps，并穩(wěn)定在60Mbps左右。

協(xié)議組流量分析：HTTP協(xié)議的下行流量最大，達(dá)到了49.37Mbps，在HTTP協(xié)議中包含HTTP分塊傳輸、偽IE下載、其他下載、Web音樂(lè)、網(wǎng)頁(yè)瀏覽、WEB視頻，其中WEB視頻所占的速率最大；P2P下載速度為8.21Mbps，網(wǎng)絡(luò)電視的下載速度為4.9Mbps。

10分鐘流量分布分析：HTTP協(xié)議下行流量分布中的比例為70.91%，所占的比例是最大的；P2P下載流量分布中的比例為10.98%，網(wǎng)絡(luò)電視所占比例為11.15%；

機(jī)房帶寬使用情況：機(jī)房網(wǎng)絡(luò)帶寬使用已接近出口帶寬上限，網(wǎng)絡(luò)出口出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)頂D，機(jī)房?jī)?nèi)的電腦瀏覽網(wǎng)頁(yè)緩慢。

5.2調(diào)用策略組限速后—系統(tǒng)流量圖分析。通過(guò)建立相關(guān)的策略組，并在教學(xué)時(shí)間內(nèi)調(diào)用策略組，策略組開(kāi)始生效并對(duì)定義的機(jī)房IP群組進(jìn)行帶寬使用監(jiān)控和限制，圖5-2為調(diào)用策略組進(jìn)行帶寬限制后的系統(tǒng)流量分析圖。

圖5-2調(diào)用策略組后的系統(tǒng)流量圖

（1）流量趨勢(shì)分析：網(wǎng)絡(luò)下行流量從限速前的66Mbps左右迅速降低到了20Mbps左右。

（2）協(xié)議組流量分析：HTTP協(xié)議的流量降到了16.3Mbps，P2P、網(wǎng)絡(luò)電視的流量排名已經(jīng)跌落到流量排名后面，并且流量速度為非常低，甚至P2P流量的速度已經(jīng)降到0

（3）10分鐘流量分布：HTTP協(xié)議的比例不變，但是HTTP協(xié)議的流量已經(jīng)大大地降低了，P2P、網(wǎng)絡(luò)電視的流量比例已經(jīng)明顯降低，甚至P2P流量的比例已經(jīng)處于忽略不計(jì)的程度。

機(jī)房帶寬使用情況：機(jī)房網(wǎng)絡(luò)帶寬使用已迅速回落，網(wǎng)絡(luò)出口的嚴(yán)重?fù)頂D得到了非常大的緩解，機(jī)房?jī)?nèi)的電腦瀏覽網(wǎng)頁(yè)迅速。

6結(jié)語(yǔ)

針對(duì)難以監(jiān)控和管理的P2P應(yīng)用，通過(guò)采用Panabit流量控制系統(tǒng)的精準(zhǔn)監(jiān)控和可視化管理，對(duì)機(jī)房網(wǎng)絡(luò)用戶的上網(wǎng)行為進(jìn)行引導(dǎo)、管理和規(guī)范，減少了機(jī)房網(wǎng)絡(luò)出口帶寬的壓力，使非教學(xué)和學(xué)習(xí)業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)流量得到有效的限制，使得機(jī)房網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)網(wǎng)流量的得到有效的監(jiān)控和管理，提高了機(jī)房網(wǎng)絡(luò)流量帶寬的有效利用，使得學(xué)校在網(wǎng)絡(luò)帶寬租用方面的支出得到有效的利用，節(jié)省了學(xué)校在網(wǎng)絡(luò)帶寬方面的無(wú)限制投入。同時(shí)，通過(guò)采用X86構(gòu)架的Panabit，節(jié)省了采用其他專業(yè)硬件的流量控制系統(tǒng)的購(gòu)買與軟件授權(quán)費(fèi)用，大大地節(jié)省了學(xué)校在流量控制設(shè)備方面的支出，采用流量控制系統(tǒng)只是學(xué)校對(duì)網(wǎng)絡(luò)行為進(jìn)行管理和規(guī)范的一個(gè)手段，主要的目的是通過(guò)流量控制系統(tǒng)規(guī)范機(jī)房網(wǎng)絡(luò)用戶的上網(wǎng)行為，從而引導(dǎo)合理地利用網(wǎng)絡(luò)帶寬，創(chuàng)建良好的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

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