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2.1.2 性能需求调查

2007-04-24 16:27 王达 电子工业出版社 字号:T | T
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本章的重点就是用户需求调查与分析,调查是基础,分析是目的,全面的调查是为了进行正确的分析,得出恰当的结论。而恰当的用户需求分析是进行正确网络系统设计的基础与前提,网络系统设计的绝大多数技术、产品选型和功能配置等都是依据需求分析结果。本节是性能需求调查。

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2.1.2  性能需求调查
网络系统性能需求调查决定了整个网络系统的性能档次、所采用的技术和设备档次。这里的调查对象主要是针对一些主要用户(如公司管理层领导)和关键应用人员或部门。当然这里进行的调查仅供参考,不一定就是最后进行系统设计的依据,因为有些用户所提的需求可能不符合实际需求,也有可能与公司的实际投资成本不相符。最终的确定要在详细、具体分析后,经项目经理和用户项目负责人批准后采用。
性能需求涉及到很多的具体方面,有总体网络接入方面的性能需求,还有交换机、路由器和服务器等关键设备的响应性能需求、磁盘读写性能需求等。具体更细的性能就非常之多了,每个设备都有非常多的性能指标。在此仅就总体的系统性能需求进行介绍,主要考虑如下几个方面(实际的性能测试将在第二版的《网管员必读——网络组建》一书中介绍)。
1.接入速率需求
接入速率最基本的是由端口速率决定的。在以太网终端用户中,接入速率通常是按10Mbps、100Mbps和1000Mbps 3个档次划分,不过目前通常是要求百兆位到桌面,支持10/100Mbps自适应速率即可。当然对于骨干层、核心层的端口速率通常需要支持双绞线、光纤的千兆位,甚至万兆位速率。实际的接入速率受许多因素影响,包括端口带宽、交换设备性能、服务器性能、传输介质、网络传输距离、网络应用等。
为了提高一些关键节点的接入速率,在交换机方面,各厂商都有不同的技术,最著名的就是Cisco的FEC(Fast Ether Channel,快速以太网通道)和GEC(Gigabit Ether Channel,千兆位以太网通道)技术(3COM、华为等公司都有对应的链路会聚技术),通过这两种技术分别可以实现最高800Mbps、8Gbps双绞线链路聚合和400Mbps和4Gbps光纤链路聚合。10Gbps技术也有相应的链路会聚技术,最高可会聚4个10Gbps链路,实现单一的40Gbps链路,满足一些高带宽需求的设备,或网络连接需求。这样就要有效地提高交换机与一些关键设备(如服务器和路由器)之间的链路带宽,当然这要求互连双方都支持相应的技术才行。3COM和华为3COM公司的一些交换机也有类似的端口会聚技术,而且最高可以支持8端口的会聚,会聚能力更强。
在广域网方面,接入速率是由相应的接入方式和相应的网络接入环境决定的,在这方面用户一般没有太多选择权,只能根据自己的实际接入速率需求选择符合自己的接入网类型。目前主要是各种宽带和专线接入方式,如ADSL、Cable MODEM、光纤接入(OAN)、DDN、LMDS、MMDS等。
以上无论是局域网,还是广域网的实际接入速率都是要由专门的测试软件进行测试的,具体将在本书第9章介绍。
2.扩展性需求
网络系统的扩展性能非常重要,它是不断满足用户需求的基本保证。网络系统的扩展性需求是通过在网络结构设计和网络设备选型方面来保证的。在网络结构设计上要求所采用的技术必须是主流的,且具有一定的超前性,这里所说的超前是指适当超出企业当前应用的需求,以便日后在技术上平滑升级。如当前实际需求只是普通的百兆位,我们在设计时就可以考虑核心双绞线千兆位;如果当前的实际需求为核心双绞线千兆位,则在设计时就要在核心层实现光纤千兆位的支持。另外,扩展性需求方面还体现在网络结构中不同速率端口的配置上,一定要留有适当的冗余,一方面为日后的网络规模扩展留下空间,另一方面也是为网络维护考虑的,当一些端口失效后,就可以用冗余的端口替代。所预留的端口类型一定要齐全,包括端口速率和端口介质类型,高速率端口用于连接扩展交换机、服务器等关键节点设备,低速率接口用于连接普通用户。
网络设备的可扩展性除了体现在以上所说的交换机外,还主要体现在服务器上,因为服务器性能的好坏直接决定了整个网络性能的好坏,特别是在集中式管理的网络类型中。服务器的扩展性主要体现在性能的扩展上,通常是通过增加处理器数,提高处理器性能,增加内存容量,提高内存性能,增加磁盘容量,提高磁盘性能(如磁盘阵列级别)等来保证的。
3.吞吐速率
吞吐速率是指单位时间(通常是指1秒内)传输的数据容量。吞吐量与接入速率指标密切相关,也是由许多因素共同决定的,如端口带宽、交换设备性能、服务器性能、传输介质和网络应用等。在局域网中网络的吞吐速率主要是由各级交换机的背板交换矩阵的带宽、所采用的交换方式和交换机的硬件配置等因素决定的,特别是位于核心或骨干层的交换机。
在单台交换机背板带宽一定的前提下,可以通过交换机堆叠来扩展交换机的背板带宽,因为堆叠在一起的多台交换机可以当做一台交换机来管理,这样堆叠后的交换机背板带宽就相当于多台独立交换机背板带宽的总和。虽然堆叠后的交换机总端口数也是原来独立交换机端口数的总和,但是同一时刻都处于数据收或发的端口一般不会是所有端口,这样就在无形之中提高了各端口实际可用的背板带宽,也就提高了交换机的交换性能,即吞吐速率。华为3COM公司的IRF(Intelligent Resilient Framework,智能弹性架构)技术也是类似的堆叠技术。
虽然理论上吞吐速率就是指端口可用带宽,但实际的吞吐速率仍需要经过专门的测试工具进行测试,具体将在本书第二版《网管员必读——网络组建》一书中介绍。
4.响应时间
响应时间是指从用户发出指令到网络响应并开始执行用户指令所需的时间,响应时间越短,性能就越好,效率越高。局域网的响应时间通常为1ms~2ms,而广域网的通常响应时间为60ms~1000ms,要求越高,所对应的网络设备配置就越高档,成本越高。这个响应时间也要看具体应用而定,对于一般的文字工作,通常的响应标准是可以满足的,但对于大容量的多媒体文件传输,如视频点播、远程视频教学等,响应时间就不能按正常标准要求那么高了,因为这样会对整个网络硬件,特别是服务器配置要求相当高,会大大增加成本。
5.并发用户数支持
并发用户数支持是指某一系统可以承载的同时访问的用户数,支持的并发用户数越多,系统性能越好,当然所需的配置就越高档。并发用户数是指对相应应用服务器的性能要求,通常是由服务器的整体硬件配置决定的。具体的并发用户支持数需求要看正常情况下同时使用同一系统的人数而定,所确定的并发用户数要稍高于实际值。而有关服务器的并发用户支持数的计算方法因为不同应用类型而不同,有的主要从处理器性能考虑,有的则主要从磁盘读写性能考虑,详情参见笔者编著的《网管员必读——服务器与数据存储》一书。具体的并发用户数支持能力也是通过专门的测试软件进行的,具体将第二版《网管员必读——网络组建》一书中介绍。
6.磁盘读写性能
磁盘读写性能要求主要是针对各种服务器,因为一般终端用户只是用于一个用户的文件读写,一般的磁盘系统都可以满足。在服务器系统中,通常要支持几十、几百,甚至几千个用户同时访问,如一个大型局域网文件服务器,或者是一个大型的网站服务器等。这么多用户同时访问,如果磁盘系统的读写性能不好,就会出现延时,甚至死机的现象。
虽然目前最新的SCSI标准传输速率可达320Mbps,但如果仅凭一个磁盘,不采取其他措施仍就不能满足大型网络系统的磁盘读写性能需求。这时就需要采取一些特定的措施给磁盘系统加速,目前主要是通过配置RAID(冗余阵列),通过RAID可以把数据同时分写在多个磁盘上,以此来达到加速的目的。
目前几种IDE接口都可以配置RAID,如有IDE RAID、SATA RAID和SCSI RAID,其中前两种适用于中小企业,性能较差,而SCSI RAID性能较好,适用于大中型企业网络系统。而各种RAID配置中又有多种不同的阵列级别,如RAID 0、RAID 1、RAID 3、RAID 5、RAID 10等,不同级别有不同的特点和优势,要根据具体网络系统特点和应用需求来选择,可参见笔者编著的《网管员必读——服务器与数据存储》一书。
7.误码率
误码率是指单位时间(通常指1秒)内接收端有效接收的数据比特数与发送端用户发送数据的比特数之比。误码率越高,性能越差,传输效率也就越低。误码率通常是针对广域网应用而言,因为在局域网中,误码率较低(通常为10-8~10-10)基本上都是可以满足用户应用需求的。在广域网中,采取的接入方式不同,误码率也不同。误码率会因为不同的接入方式而不同,如采用电话铜线的MODEM拨号和无线接入方式误码率一般较高,在10-6左右,而采用ISDN、ADSL、Cable MODEM和DDN的误码率通常在10-8左右,光纤接入可达到10-9级别。而误码率主要针对那些流数据发送、接收用户比较重要,如音视频收发、动画演示等。
8.可用性
可用性是个概念性的指标,没有一个具体的量,主要包括稳定性、可靠性这两个方面。稳定性通常是指服务器和其他关键网络设备连续工作时间的长短。在一些小型企业中,通常不要求服务器长期开启,而在一些大中型企业中,则要求网络长期保持通畅。要求不同,对服务器等硬件设备的配置也不一样。系统的稳定性也可以通过专门的测试工具软件进行测试得出,它是通过对相应系统加载满负荷进行测试的,能稳定运行的时间越长,稳定性就越好。这相当于几个都能最重挑200斤的重担的人,要知道谁体能最好,只有让他们都同时挑200斤的重担(因为如果不是极限负荷下测试就很难分出高下)进行同样路程的行走,谁坚持的时间越久,走的路越远谁的体能就越好。
可靠性通常与稳定性相关联,稳定性越好的网络系统,可靠性也越好,这也是一种由网络软、硬件系统综合性能决定的。目前,可靠性通常是指系统在发生故障时的自愈能力,许多企业级网络设备都具有相应的自愈能力,如交换机、路由器、服务器等。除了这些设备外,网络本身也可以有一些提高可靠性的方法,如冗余链路连接就是一种电能常用的方法。除此之外,还可通过配置UPS电源来防止意外断电所带来的损失,这也是提高网络可靠性的一种手段。
在一些大型网络系统中,为了确保整个网络长期保持通畅,为骨干层配置了冗余链路,关键节点,如会聚层与核心层交换机之间,服务器与核心交换机之间的连接都采取冗余的双链路连接。一旦某一条链路出现故障,另一条链路可随时接替原链路的工作,继续为用户服务。如图2-1所示。
图2-1  冗余连接示例
以上各项性能调查是根据具体部门进行的,也可直接调查网络管理员,或项目负责人。可根据表2-2调查,记得最后一定要求受调查人签名确认,并留下签名日期。
另外,由于视频会议、视频点播、IP电话等多媒体技术的日趋成熟,网络传输的数据已不再是单一文件类数据了,多媒体网络传输成为世界网络技术的趋势。企业应着眼于未来,对网络的多媒体支持是必然趋势。同时,在网络带宽非常宝贵的情况下,丰富的QoS机制,如:IP优先、排队、组内广播和链路压缩等优化技术能使实时的多媒体和关键业务得到有效的保障。还有,随着因特网的发展,上网用户的不断增多,访问和数据传输量剧增,网络负荷也相应加重;随着企业对多媒体技术的广泛应用,视频数据、音频数据也越来越耗费网络带宽。如果网络没有高性能,会导致系统反应缓慢,甚至在业务量突增时,发生系统崩溃、中止和异常等现象。高性能的网络也是一些关键业务或特殊应用的必备条件。
【责任编辑:雪花 TEL:(010)68476606-8008】

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