（产业经济学专业论文）企业信息网络提速的研究.pdf

论文摘要 本篇论文的目的是针对当前许多单位正在或即将而临的“增加网 络带宽、提高恻络性能”这一问题，通过对食业信息阀络的现状和 改善企业网络性能的需求进行分析、企业信息刚络提速的必要性研 究、各种提速解决方案及其分析和评价等方面的研究来对“企、k 信 息网络提速”这一问题进行系统而详尽地论述，旨在对介业在信息 网络提速方面的实际t 作提供定的参考作用。 ，一 本文第一章简要介绍了论文研究的背景及意义；第_ 奄噼细分析 厂影响企业信息网络性能的各种可能因素；阱在最后提出了具体的 方法步骤来帮助确定“企业信息网络是否真的需要提速? ”；第三章广 论述了如何对“企业信息网络提速”这一工程项目进彳j = 费用和经济 效益上的估算；f 第 r q 章、第五章分别提出了局域网i 劂段和广域网网 段的提速方案，并日对其进行了方案选择前需考虑冈素分析和方案 综合评价；f 第六章则针对实际j 二作中有些单位虽然也需要提速，但 是一l 、了从低速网络提高到高速网络在经济预算卜恐难以被批准， 所以这。帮提出了两种可以缓解网络性能问题的临时解决方案，m 络分段和交换式局域网，分别介绍了两种方案的内容、优点和局限 性，并列其进行了综合分析。 由于木人h , j 问、精力、研究水甲有限，论文中肯定会存在不少问 题，恳请有关专家、实际工作者、老师和同学给于批评指正。尹一、 a b s t r a c t t h ep u r p o s eo ft h i st h e s i si st oh e l pe n t e r p r i s e ss o l v et h ep r e s e n to r t h e f o r t h c o m i n gp r o b l e m ：“e x p a n d i n g t h en e t w o r kb a n d w i d t h & i m p r o v i n g t h en e t w o r kp e r f o r m a n c e ”，t h r o u g h a n a l y s i s o ft h e p r e s e n t d e v e l o p m e n t s t a t u si n e n t e r p r i s e i n f o r m a t i o nn e t w o r k sa n do ft h e d e m a n d i n go nt h ee n h a n c i n gt h en e t w o r k sp e r f o r m a n c e ，t h er e s e a r c ho f n e c e s s i t y o n h e i g h t e n i n ge n t e r p r i s e i n f o r m a t i o nn e t w o r k s s p e e d ，t h e a p p r a i s a l o f s o l v i n g s c h e m e so n e n h a n c i n ge n t e r p r i s e i n f o r m a t i o n n e t w o r k ss p e e d ，a n do t h e rr e s e a r c h t h e b a c k g r o u n da n d t h em e a n i n go ft h et h e s i sw e r ei n t r o d u c e di nt h e f i r s t c h a p t e r i n t h es e c o n d c h a p t e r , a l lp r o b a b l e c a u s e so f a f f e c t i n g e n t e r p r i s ei n f o r m a t i o nn e t w o r k sp e r f o r m a n c ew e r ea n a l y z e dd e t a i l e d l y i nt h et h i r dc h a p t e r ，h o wt oa p p r a i s et h ec o s ta n dt h ee c o n o m i cr e s u l t so f t h e e n g i n e e r i n gp r o j e c t o f “h e i g h t e n i n g t h e e n t e r p r i s e i n f o r m a t i o n n e t w o r k ss p e e d ”w a sd i s c u s s e di nt h ef o r t ha n df i f t hc h a p t e r , t h es c h e m e s o fh e i g h t e n i n gs p e e do nl a n ( l o c a la r e an e t w o r k s ) a n dw a n ( w i d e a r e an e t w o r k s ) w e r e s e p a r a t e l ye x p o u n d e d ，a n a l y z e d a n d a p p r a i s e d c o m p r e h e n s i v e l y i n a c c o r d a n c ew i t ht h a ts o m e e n t e r p r i s e s h a v e d i f f i c u l t i e si nf i n a n c eb u d g e t ，s e v e r a lt e m p o r a r ys o l v i n gs c h e m e sw e r e d i s c u s s e di nt h el a s tc h a p t e r t h o u g h ad i l i g e n tw o r kh a db e e nd o n e ，t h e r em u s te x i s ts o m e m i s t a k e si nt h ep r e s e n tt h e s i s 1w i l lb eg r a t e f u lf o rt h ek i n d l yc o r r e c t i o n s 第1 章研究背景1 6 乏意义 第1 章研究背景及意义 1 1 选题背景 九十年代信息网络化浪潮席卷全球。发展信息技术、信息产业， 实现信息化，已经成为各国参与世界范围的经济、政治、军事竞争， 进行综合国力较量的焦点。1 9 9 3 年9 月美国率先提出“信息高速公 路计划”。一个国家的信息高速公路也称为国家信息基础设施 ( n a t i o n a li n f o r m a l i o r li n f r a s t r u c t u r e ) ，简称n it 。它是指个 国家的信息网络，通过它能使任何人不受时间和空间的限制将文本、 声音、图象、电视信息传递给在任何地点的任何人。继美国政府提 出“信息高速公路”计划后，各国政府都在规划和实施自己的k i i 计划。我困电非常重视信息化工作。江泽民总书记曾指出：“四个现 代化哪一化也离不开信息化”。中共中央关于制定国民经济和社会发 展“九五”计划和2 0 1 0 年远景目标的建议中也明确指出：“进行现 代化信息基础设施建设，推动国民经济信息化”。 1 1 1 企业信息网络的发展现状及分析 面对世界发展潮流，为适应改革开放、发展社会t 义市场经济 的需要，信息网络建设的热潮正在我国兴起，一批重要的围家项目 l l 在实旋，如三金工程、中国教育和科研网等。与此同时，政府部 、企业部门、教育科研部门正在纷纷规划和建设各自的企业刚、 校网网，作为本部门、本行业的信息基础设施，成为企事q p 在激烈 的市场竞争中取胜的必要条件。随着计算机的日益增多，计算机网 络的逐渐普及，在t 作和生活中人们与计算机及其网络的联系越来 第l 负 北方交通大学硕上学位论文 越密切。日常生活当中，我们都可以看到各种各样的计算机网络应 用，例如百货商场的p o s 售货系统、钱龙股票信息接收系统、机票 订座系统、罔际匾联网i n t e m e t 等都是信息网络的一些典型例子。据 预测，美罔仓业问网上交易额将从九七年的8 0 亿美元提高到2 0 0 2 年 的3 2 7 0 亿美元1 ( 见表1 1 ) 。 目前困内大部分企j l k 局域网采 用的网络协议是以太网，网络操 作系统以n o v e l l 公司的n e t w a r e 占多数，其次是m i c r o s o f t 公司的 w i n d o w sn t 操作系统。以太网硬 件外始以缅缆为主，少数单位采 用粗缆，近年来则在逐步往双绞 线过渡。 当自u 国内企业信息网络主要存在以下几个问题：( 1 ) 传统的以太网 足种共享介质的网络，尽管总线带宽为1 0 m b p s ，但随着网络站点 j 蒋加，实际网络工作站得到的带宽十分有限。带宽不足是目前企业 信息网络性能缓慢的一个主要原因。( 2 ) 嘲络采用细缆连接，虽然 成木较低，安装也较方便，但是这种总线结构存在严重不足：总线 上仟何一个站点出现故障均会影响整个网段的工作：一旦出现问题， 找山出错的站点或网线十分网难，而且每个网段上的设备数量受到 限制。( 3 ) 有的网络服务器卜没有使用智能3 2 位网卡，而是使用普 通的1 6 位网卡，这样不但降低了服务器的性能，而且使得服务器的 网络输入输出成为网络的瓶颈。( 4 ) 当网络服务器和工作站增加 时，通常采用增加网段的方法加以扩充。这种方法要求对网络负载 进行合理分配，否则当进行跨段访问时会影响网络性能。( 5 ) 尽管 有些单位采用的是1 0 b a s e t ，但双绞线布线不全都符合规范。( 6 ) 有的单位存在跨地域分支机构的局域网互联，其中广域网网段成为 网络“瓶颈”。 资料水源；f o r r e s 位r 市场州刊公u 1 第2 负 第l 章研究背景及意义 1 1 2 对改善企业信息网络性能的需求分析 随着企业信息的不断膨胀，在连接工作站、客户服务器和其它 计算机资源的网络上，信息交换是否通畅已成为个十分重要的问 题。虽然1 0 m b p s 的以太网和1 6 m b p s 的令牌环删已能满足当d r 许 多应用的需要，但在f 述的几个重要方面的发展和变化，已使人们 对现有网络的局限性有了新的认识进而对改善企业信息网络的性 能产生了一种迫切的需求。这几个熏要方面为：工作站的处理能力 增强、各种应用( 如多媒体技术的应用) 的功能越来越强、服务器 的集中化、文件的大小r 益增加、网络用户的日益增加等。 a 工作站的处理能力增强 最近儿年，台式机的处理能力与性能都有了突飞猛进的提高， 而且价格存不断地下降。现在，一般使用每秒能执行多少百万条指 令( m i p s ) 来衡量计算机的性能。i n t e l 公司的奔腾芯片，d e c 公 司的a l p h a 芯片以及其它先进的芯片已把过去大型机才具有的性 能带到了今天的台式机上。现在，工作站的处理能力发展极快。卜 图l 一示出了这些年来i 作站处理能力的变化情况。 泉源：黄凰摩报斯坦利公司顶测报告 第3 页 北方交通大学硕l 学位论文 图1 1工作站处理能力随时问变化的情况 b 各种应用的功能越来越强 台式机性能价格比的提高也刺激了客户服务器应用的发展。个 人计算机已具有部分以前大型机才有的能力，从而使得可以在个人 计算机上运行的应用越柬越多。一些较新型的应用如： 多媒体； 视像会议； 分布式数据处理； 电子出版； 医学图像； 虚拟现实； 计算机辅助设计； 国际互联网i n t e r n e t 应用； 随着对这些应用的要求越来越高，网络的基础结构必须加以改 进，以提供各种新型应用所要求的网上传输服务。这些应用大致可 分为两类：( 1 ) 异步服务，它要求在各分布的计算机系统间有较大带 宽；( 2 ) 同步或定时服务，它要求实时地将大量数据传送给用户。 传统的应用可以得到支持异步数据传送的良好的网络服务。异 第4 页 第1 帝酬究背景及意义 步应用对延迟的变化不敏感。在这种情况下，一个设备传送一定量 的数据，过。段时问后冉传送下而的数据。这种类型的传送常常具 有“突发”的特点，因为在传送数据的时间上没有定的规律。用 户关心的主要问题是从个点传到另一个点的所有数据都不要出现 误差。 而新型应用的出现，要求网络技术提供的服务类型已大大改变。 比如声音、视频和多媒体的应用要求有保证的网络访问、很高的点 到点的数据吞吐量和较小的延迟，以免所传送的声音和图像山现杂 乱无章而失去意义。 c 服务器的集中化 在传统的客户服务器的计算中，工作站的数量有限，而且服务 器( 个或几个) 与其靠得很近，因此数据传输基本上就是在本地 服务器和t 作组用户之问进行。 而现在的情况是，将服务器放在数据中心，创建服务器区( s e r v e r f a r m s ) 。在这种环境中，一群集中在一起的高性能服务器可支持很 多个不同的工作组。由丁使用较少的服务器，硬件上的投资可以减 少，而且使管理简化，数据备份利技术支持的工作量也大为减少。 m 于服务器区的集中设置，除管理方便外，系统的安全性也得到了 较大的改善。 存服务器区的环境f ，大部分的数据交换不再局限于在服务器 及其本地的客户之间，8 0 以上的网络数据传输量现在要送到集中 在一起的服务器。这样就要求为服务器区提供很大的带宽。 d 文件的大小日益增加 文件大小的不断增加也导致了对较火带宽的需求。当应用产牛 的数据虽增加时，网络的带宽必须得到相应的增加，否则网络l c 勺性 能将会下降。当应用变得更复杂时，最终会达到某一个临界点，那 时1 6 m b p s 的令牌环网和i o m b p s 的以太网当前用得很多的技术，将 不能在要求的时间内完成数据的传输。 f 表】一2 示出了由新型应用所产生的文件及其相应的传输时间。 第5 页 北方交通大学颂l 学何论文 表1 - 2 文件火小与传输速度及时间的关系 文件类型文件人小传输时间 6 4 k15 4 m10 m 1 6 ml ( ) 0 m 2 m bl 压缩)3 1 转3 秒o2 秒lo i2 5 杪l u 2 秒 8 m b ( j h 缩)2 分5 2 秒 o8 秒o5 秒o0 8 秒 x 光胸h5 9 m b ( 求上| 缩)1 5 分 3 8 杪 s9 桫l36 秒lu5 9 秒 i i 分辨军忙真7 0 m h ( 址缩)1 8 分4 5 秒7 壮 44 秒lo7 转 j 衍书北n5 6 0 m b 【未压缩) 24 小i i 、i 6 分s 秒 3 52 秒l56 秒 e 网络用户的日益增加 刺激企业改善信息网络性能需求的另。个因素是在一个机构内 联网的用，、总数大大增加。现在，电脑要联网，要上网查询信息、 艾现信息共享等概念已为许多人所共识。而且，这种增长的趋势又 冈电脑硬件上的价格迅速下降而进一步加快了。此外，在观念上， 人们对计算机的看法也有了一些变化。以前人们常常把计算机视为 一种上具，而现存已逐渐把它看成是办公室的一种普通的标准设备。 1 1 3 论文题目的诠释 计算机网络n 勺发展，使人们可以突破时f 叫和空问的局限，便捷 地获取各种各样有用的信息，由此产生了信息网络的概念。信息刚 络是集信息资源的处理、应用和计算机网络为一体的现代通信网络。 例如，用于银行企业的金融信息网络，用于工业企业的管理信息网 络，用于在线服务的公其信息网络等等。 信息网络按功能可分解为不同的层次，它们分别是端设备层、 通信层、资源分布层以及应用层。端设备层的功能包括信息的收集、 显示和控制；通信层的功能包括信息的传输和交换；资源分布层的 助能包括信息的存储、加工、维护和转发，即计算机处理和计算功 能：应用层的功能包括数据库的利用和服务以及号用信息系统的应 用。 信息网络具有很多重要的作用。首先是资源共亨，即在有限的 j i 自信息刚络牯础1 9 9 7 第6 页 第1 章1 i f 究背景及意义 时间内共享可为用户服务的各类软硬件设备。共享文件和打剐机是 嘲络的最初动力，以后逐渐发腱到共享昂贵的存储设备、主机设备 及其它辅助设备。现在信息网络共享数据和信息是其最重要的作用 之 。其次，信息网络提供了利，理想的通信手段。信息网络上的 各类应用软什不仅可使用户方便地与网络服务器交换和传送信息， 通过它还可阻打电话、发电子邮件和传真。通过使用信息i c ；9 络，提 高了整个信息系统的通信能力。而且，信息网络使网络用户可以跨 越时间和空间的障碍，在任何范围内幸h 互协作，共享信息并得到服 务。例如，在个全球服务的航空订票网络系统中，客户可存最近 的售票点订票，操作简便、迅速，消除了时间和空问给客广带来的 不便。 氽业信息网络，狭义地说是指现代工业企业、商业企业、金融 食业、交道企业等各类公司和企、! k 的信息网络，从广义地讲，则是 泛指各种部j ( 包括科研、教育以及政府部门) 所专有的信息网络。 企业信息嘲络提速属于企业信息网络建设中网络升级改造项 闷。而企业信息网络的建设是企、l k 信息化的两个重要组成部分中的 一个( 另一个是企业信息资源的_ 1 ：发和应用) 。企业信息化是国民经 济信息化的重点。国民经济信息化是指国民经济各个部门和社会生 活的各个领域大量地、普遍地和协调地采用现代信息技术，利用资 源和发展信息服务业，从而形成强大的社会生产力。 1 2 研究目的 商、l 业信息m 住成为不断增k 的信息量中最为重要而且份额最大 的一块，它对信息系统计算能力和应用软件复杂性的要求已今非昔 比。计算机处理能力的革新以及应用软件的发展对支撑它们的网络 提出了新的挑战，特别是网络性能上的要求更为强烈。随着高速删 络的标准和产晶的r i 益成熟，尤其是各种网上应用的需求驱动，采 用高速网络技术来对传统网络进行升级、改造，正在或即将成为讷： 多单位而临的急切需要解决的工作。 第7 页 北方交通人学预：仁学位论义 本论文正是紧跟这一形势，通过对企业信息网络现状和改善网 络性能的需求进行分析、提速的必要性的研究、各种提速解决方案 及其分析和评价等方面的研究来对“企业信息网络提速”这一问题 进行系统而详尽地论述，旨在对企业在信息网络提速方面的实际上 作提供一定的参考作用。 1 3研究思路及论文的主要内容 实际上作中存在“网络性能缓慢即是刚络速度慢，网络带宽不 足”的误区，从而导致有的工作单位“盲目”地对嘲络进行提速。 其实他们并没有找到网络性能慢下来的真正原冈，没有“对症下药”。 即使网络性能有所改善，也只是“瞎猫撞着死耗子”，i 浏络隐患尚未 根除，网络性能随时会再度慢下来。对此，本文全面地分析了影响 网络性能缓慢的各种可能原因，并在最后提出具体的方法步骤来帮 助确定“对食业信息网络提速能否解决问题? ”。 企、世信息网络不论是在局域网蚓段还是在广域网网段，提速方 案不只个，而且各种方案都有其优缺点，有其应用范围。因此， 本论文将企业信息网络提速方案的介绍、方案选择前考虑因素分析 以及方案综合评价作为重点论述，旨在帮助企业精心选择适合各单 位的提速方案。 考虑到实际工作中有些单位虽然网络眭l 需要提速，但一下子从 低速网络提高剑高速网络在经济预算卜恐难以批准。所以本文最后 介绍了几利一可以缓解网络性能问题的临时替代方案。 论文的主要内容是：本文第一章简要介绍了论文研究的背景及 意义；第二章详细分析了影响企业信息网络性能的各种可能因素， 并在最后提m 了具体的方法步骤来帮助确定“企业信息网络是甭真 的需要提速? ”：第三章论述了如何对“企业信息网络提速”这工 程项f 1 进行费用和经济效益上的估算：第四章、第五章分别提出了 局域网网段和广域网网段的提速方案，并且对其进行了方案选择前 需考虑因素分析和方案综合评价；第六章则针列实际工作中有些单 第8 页 第2 章企业信息| 删络捏速的必要性分析 位虽然也需要提速，但一p 予从低速网络提高到高速刚络在经 济预算上恐难以被批准，所以这一章提出了两种可以缓解嘲络性能 问题的临时解决方案：网络分段和交换式局域网，分别介绍了两种 方案的内容、优点和局限性，并对其进行了综合分析。 第2 章企业信息网络提速的必要性分析 2 1 提速能否解决网络性能缓慢的问题 正如1 3 中提到的，许多人总是把缓慢的网络性能归咎于网络带 宽不足，认为“网络带宽是越宽越好”，网络提速势在必行。这种 想法足很片面，也是很危险的。首先，影响网络性能的因素1 i 仅仅 只网络带宽一个；其次，对信息网络提速即增加网络带宽来解决现 有网络问题是需要投入时间和资余的。下面分别对影响网络性能各 因索进行剖析。 2 1 1 影响网络性能的带宽不足原因 带宽是指网络所用的传输频率的范围。它也是网络吞吐能力总 最的一种描述。带宽常用每秒可传输的二进位( b p s ，b i t sp e rs e c o n d ) 来表示。例如i e e e8 0 2 3 以太网的带宽为1 0 m b p s ，而f d d i ( f i b e r d i s t r i b u t e dd a t ai n t e r f a c e ) 的带宽为1 0 0 m b p s 。 网络性能缓慢常常的确是由过量的网络业务量所造成的。许多 凼素可能导致网络业务量的增加，比如在同一恻段卜过多的工作站 就会产生超过带宽处理能力的业务量；由于多媒体的应用，h 前应 用程序中使用较宽的带宽已成为一种趋势；刘所有的应用程序来说， 其平均分组长度正在不断的增加，虽然目前的平均分组长度约在2 5 6 宁宵到5 1 2 字节的范围内，但不久就有可能增加到1 5 0 0 字节或更氏。 为了确定网络带宽是网络性能缓慢的原因，可在相应网段中放 第9 页 北方交通夫学颂。 ：学位论文 置协议分析仪。配置好的协议分析仪能够监测所在网段的特定拓扑 和协议的分组，以及监测该网段与其相连接网段问的、务嚣。协i = 8 ( 分析仪可以帮助确定某一网段的平均带宽利用率以及平均分组的| = ：= 度和构成。另外协议分析仪还有助t - n 定业务量的趋势、峰值、务 量周期、显示产生坏分组或形成网络瓶颈的情况。对网络进行初划 评价，建议使用能够提供分组级解码和分析结果的高级分析仪。如 果暂时没有这样的协议分析仪，可从有些系统集成商或网络工程公 司借用或租用一台米进行网上业务量监测与分析。只有通过协议分 析仪测试了的网络，并且确认带宽一i 足已成为网络瓶颈，这时才应 该考虑信息网络提速计划。这也是保证信息网络提速后可以改善俐 络性能的唯方法。 2 1 2 与服务器有关的性能问题 删络服务器是信息网络的重要组成部分，它装备着整个系统共 享的硬件、软件平u 数据资源。在考虑提速之前，应该确保检查了下 而所述的服务器的瓶颈问题。 a c p u 处理能力 服务器中处理器的速度是服务器性能的一个重要因素。显然， 一台负荷较重的服务器若配置了不合适的c p u ，这样的服务器就小 u j 能达到与它所接收到的数据要求同步。要确保服务器具有足够的 处理能力。 即使已经证实了日f i i j - n 务器具有足够的处理能力，当实现网络 提速后，仍然町能需要更换和扩充它们。高速网络接口对服务器的 c p u 有较高的要求，根本原因就是此时要求服务器处理输入的分纠 耍比在传统网络中快许多倍。所以，在决定提速之前，还应确保服 务器具有- 定的处理能力的剩余量。 b 随机存储器r a m 劣质的或较小的随机存储器将降低服务器的性能。只要内存容 量容许，网络服务器便将最近访问的数据存储在高速缓冲区或称储 存内存中。当服务器将所分配的内存占满，服务器便将新近访问的 数据写到磁捅：。若所用服务器的r a m 容量太小，服务器将花大量 第2 章企业倩息网络提速的必要 峰分析 时问从磁盘提取数据。从磁盘上读数据要比从内存中慢得多。一般 网络操作系统能为使用者提供访问高速缓冲区的白分率或从r a m 中提取所需数据次数的综合测试功能。当高速缓冲区访问的百分率 低于8 5 刚，就应考虑增加内存或调整内存的缓冲区。还有，所用 服务器r a m 的速度也影响其整体性能，所以应检查一卜所用服务 器内存的速度是否合适。 c 磁盘子系统 磁盘子系统是指硬盘以及具自能够管理磁盘和服务器处理器之 间数掘传输的磁盘控制器。如果磁盘子系统不能提供足够快的速度 存取储存在其中的文件，网络用户就要花费许多时间来等待已经发 出的或从服务器中提取处理过的数据。服务器内部数据传输速率是 指一台服务器的c p u 与磁盘子系统间传输文件的速率，它是硬盘本 身、硬盘控制器、以及硬盘与控制器之问和硬盘控制器与c p u 之间 总线接口的一种操作功能。这些组成部分处理的速度越快，网络的 响应速度就越快。 磁盘子系统引起网络性能缓慢的首要特征足当有服务器要求 进行读写操作时，需要等待磁舷的输x 输出。大多数网络操作系统 具囱综合测试功能，能够显示出等待磁盘输入输出所要求的时i 刈百 分比。如果发现对磁盘的输入输出所等待的时间过长，有必要考虑 安装个快速的磁盘子系统。 2 1 3 与工作站相关的网络性能问题 工作站的性能也是对网络性能有影响的n n z - - 。使用较慢的 c p ij 、读取缓慢的硬盘以及内存不足的工作站，就不能很好地处理 收发到的各种数据。从而导致网络应用的响应缓慢。 2 1 4 与网络连接设备相关的网络性能问题 有些网络性能问题是同主机漫备与网络传输媒体削的连接相关 的，并非带宽不足的结果。比如网卡、桥接器等件能较差，网络传 输介质质量低劣等同样会造成网络性能缓慢。再比如，如果嘲络接 北方交坷人学硕士学位论文 口书的驰动程序编写得很差，网上用户将会经历各种各样的困难， 其中包括网络速度慢、网络传输暂停、失去连接以及服务器。悬挂” 等问题。 综上所述，影响网络性能的因素不仅仅只网络带宽一个，那么 怎样确定网络带宽小足是性能缓慢的唯原因? 也就是说怎样确定 例络是否真的需要提速? 下一节将具体讨论和分析这个问题。 2 2 企业信息网络是否真的需要提速 对一个企业来说，整个企业信息网络可以分为局域网和广域网 两个网段，其中局域网网段可再细分为以下i 个网段：主l 网网段、 服务器区和工作组区。下面分别对这四个网段逐一进行分析，分析 剑底是哪网段存在性能问题，如果确实存在性能问题，那么对该 网段提速又能否解决问题。 2 2 1 主干网网段 主干删搠段是指连接多个局域网的网段。它不仅要控制删问的 业务量，还要处理本身局域网的业务量。因为主干网对与其连接的 所有节点，既提供物理的数据路径，也提供逻辑的数据路径，所以 网络的各部分与子网必须通过具有能够对传输的数据分组进行桥接 和选择路由功能的设备和主干网相连接。主干网的这些特点和性质 决定了它容易发生堵塞，从而降低网络的响应。 主干网拥塞的一个可靠特征是：在保证服务器和工作站都设有 超负荷工作，而处理网问业务时( 数据从一个网段传到另一网段) ， 网络的n 向应缓慢。 导致主干网l 叫段性能缓慢主要有以下几个方面的原因： a 。硬件处理能力不足首先检查工作站和服务器，保证它 们0 i 是网络的瓶颈。如果所用的服务器正等待磁盘的输入输出，那 么它可能是网络慢下来的原因。这可以通过安装快速磁盘子系统来 第l2 页 第2 章企_ 【t 信息删络提速的必要性分析 缓解这一问题。同样，不足的内存、通过网络适配器输i x 输出的低 吞吐量( 导致丢失分组积重传) 以及不合适的c p u 均能降低服务器 的性能，导致它们成为主寸二网的瓶颈。 b 应用程序的位置不当检查硬件卜常之后，下步应该考 虑应用程序的位置是否妥当。应该确认所有的用户不管是在物理上 还是逻辑l ，都应尽可能靠近它们常用的网络资源。这样可以减少 不必要的网问业务量。 c 通信带宽不足对于丰干网瓶颈位置可靠的确定，必须 通过协议分析仪深入地分析网络业务量来实现。协议分析仪可以帮 助确定是否丢失分组，是否导致重传，以及精确地确定出分组丢失 的位置。，也可利用协议分析仪来决定带宽的利用率，或者是主干网 上f 被使用的平均百分比。如果目前正出现网络缓慢、分组丢失， 以及对主干网的网络带宽利用率始终平均在5 0 左右，这时可以肯 定，蒯题出在主干网业务量超负荷了，那么在主干网实现高速协议 对网络进行提速是觯决问题的最佳办法。 2 2 2 服务器区 帝宽不足的第二个最可能的地方就是服务器区( s e r v e rf a r m s ) 。 服务器区可以简单地定义为企、【k 信息网络上所有服务器的集合，它 们对公共的信息系统进行共享处理。这种类型的环境称为分布式计 算系统。如果该系统中的一个服务器出现问题，就可能满足不了用 户所需的网络吞吐量。而保证所有用户通过整个服务器区存取信思 足分布式计算环境的最重要任务之一。 服务器带宽不足的特征主要表现为：( 1 ) 数据提取、传输过! ；旱 中，对用户的响应缓慢；f 2 ) 同步差而引起数据的不一致性；( 3 ) 更 新目录名称缓慢。服务器区性能缓慢的原因主要有以下几条： a 数据和应用程序的位置不当 如果能把数据库以及应用程序从较旷的服务器移到较闲的服务 器l 二去，可能所有的网络性能问题都得到缓解解决。就是说，一定 要确保所有的用户在物理上和逻辑上尽可能地靠近它们频繁使用的 】e 方变通人学硕士学位论文 数摒库。尽管分布式的特点是任何地方的用户都能有效地从任何地 方的服务器存取数据，但也需随时确定数据使用情况的趋势，以保 证用户尽可能地靠近它们所用的数掘。这样可以人大减少网上的总 业务量。 b 不合适的硬件 首先检查一下工作站的硬件配置。客户服务器应用程序的前端 可能要求工作站具有足够的内存和c p u 处理能力，这样才可确保工 作站可以胜任网络的任务。其次，再检查一卜服务器，确保它们0 i 是网络的瓶颈。数据库的操作会给磁盘的输入输出施加压力，如果 所用的服务器较长时阳j 等待磁盘的输入输出，那么它有可能就是网 络性能缓慢的原因。这可以通过安装一个较快的磁孺子系统来缓解。 同样，内存不足( 通常表现为内存与磁盘之问的频繁数掘交换) 、通 过刚络适配器输入输出的低吞吐量( 导致丢失分组和重传) 以及不 合适的c p u 均能降低服务器的性能，成为服务器区的瓶颈。 c 网络带宽不足 对服务器区i 浏络瓶颈位置的准确确定，需要通过协议分析仪深 入分析网络的、i 上务量来实现。协议分析仪可以帮助确定是否丢失分 纽，是否导致重传，以及精确地确定出分组丢失的位置。也可利用 协议分析仪来决定带宽的利用率，或者是服务器区上带宽正被使用 的平均白分比。如果目前正出现网络缓慢、分组丢失，以及对服务 器区的网络带宽利用率始终平均在5 0 左右，这时可以肯定，问题 山在服务器区业务量超负荷了，那么在服务器区实现高速协议对网 络进行提速是解决问题的最佳办法。 2 2 3 工作组区 在协作化的计算机客户服务器体系结构时代，工作站产卜的业 务量常常大十网络协议能有效地处理的量。这种超负荷的业务量通 常是由利用计算机相互协作的高性能上作组用户产生的。他们主要 发送大量电子邮件信息，经常涉足国际瓦联网，而且要频繁地使用 像多媒体、数据库、组件等需要大量带宽的应用程序。 第14 ：! 砭 塑! 里垒些笪：垦型塑塑望塑些茎堡坌堑 导敛工作组区网段性能缓慢主要有以f 三个方面的原因： a 应用程序的位置不当 同服务器区样，应确保所有的用户不管在逻辑上还是物理卜， 都应尽可能地靠近它们最频繁使用的网络资源，以消除不必要的网 川、l k 务量。 b 不合适的硬件 接下来，检查工作站和服务器，确保它们对所处理的应用具有 足够的内存和处理能力。 c 通信带宽不足 上作组区网络瓶颈位置的准确确定，也需要通过协议分析仪深 入分析网络的业务量来实现。协议分析仪可以帮助确定是否丢灾分 组，是否导致重传，以及精确地确定出分组丢失的位置。也可利用 协议分析仪来决定带宽的利用率，或者是上作组区卜带宽正被使用 的甲均百分比。如果目前j e 出现网络缓慢、分组丢失，以及刘工作 组区的网络带宽利用率始终平均在5 0 左右，这时可以肯定，问题 出存工作组区业务量超负荷了，那么在工作组区有必要实现高速协 议，提高网络整体性能问题。 2 2 4 广域网网段 如果当用户访问远程数据和应用程序时出现网络性能突然缓慢 下来，那么问题很町能出征缓慢的远程链路上。但是，为了全厕掌 握情况，应该检查一下是否可以在局域网范围内解决网络性能问题 ( 方法见上述) 。 类似于局域网，真f 的、无可争辩的广域网的瓶颈位置的确定， 需要通过对嘲络流量的深入分析来实现。这种分析可以揭示出带宽 的不足是否是问题的根源。然而，与局域网不同的是，对于广域网 连接的分析，必须依靠通信公司业务提供者给出的实验或报告结果。 2 2 5 如何确定只有提速才能最终解决网络性能问题 建议严格按照以下步骤来帮助确定是否只有提速才能最终解决 网络性能问题： 第一步，评估服务器的使用情况。根据表2 - 1 可帮助确定服务 第15 页 些塑垫查堂塑：! 堂丝丝兰 器是西存在性能问题。 表2 ，l 服务器利i i _ j 率 服务器的平均利用率般低于6 0 。但是利用率会随 操作系统或网络的变化而变化。根据自己的m 络确定合 适的服务器利用率。如果服务器平均的翻州率超过 6 0 ，应该考虑将服务器的处理器升级，或把一部分戍 用程序移到其他服务器上去。 高速缓冲江 高速缓冲区的使用次数平均应在8 5 左右。否则，斋 检查内存发所配置的缓冲寄存器的大小。一般米说，内 存越大越好，( 旦也有例外，特别是采用嘲络操作系统的 旧版本是，情况不一样。 磁盘利用率 如果服务器的请求等待磁盘的输入输出，应考虑增加 内存或增加缓冲寄存器。如果服务器磁鼎本身利川率已 超过8 0 ，就需要增加磁盘容量或移走已毒储在磁盘 巾的一些数据。 接口设备利用率有些接口设备如小型计算机系统接口( s c s i ) ，其吞吐 革常常降低到最低的公约数。斟此，若一批改番依附于 单一的s c s i 主机适配器上，整个链路的信号备口上苗；降 同链路中最低的那个设各相匹配。 第二步，评估服务器的配置，通过表2 - 2 描述服务器的硬件配置，来 评t l 服务器的硬件处理能力。 表2 - 2 服务器的硬件配置图 服务器1服务器2 【服务器n 【c p “ 尝弛 # 频 r a m 数量 进度 高速缓存总量 蜥性于象! ! 觅托制器拍” 磁盘存嵌述应 【 磁盘容量 r a i d 级剐 同绵适配器，。商 型号 机总线缸度 荇储器存i 投方式 机裁处理辟娄型 珊动程序 第三步，评估工作站的配置 见表2 - 3 ，通过拙述工作站的硬件配置，评估工作站的硬件处理 第2 章食业信息刊络提速的必理性分析 能力。 表2 - 3i 。作站的硬件配置图表 丁作i l工作站2fh 。计n c p u 类型 l ：r j i jr a m 数量 速度 高速缓存总晕 础甜于系统扎制器娄， 磁髓符取速艘 磁讹容晕 l 。q 蚺适眦器j 商 号 1 j 机总线奄慢 存储器存i 捉方一 机找处押器类型 骓功程序 第四步，评估当前的应用需求 把驻留在各个服务器中的应用程序的名字和类型列于下表2 4 。 若从表中观察到服务器中应用程序或服务器中磁盘较忙，呵设法将 其移至另一台较闲的服务器或磁盥上，以保持负荷均衡。 北方交通人学硕= | = 学位论文 表2 - 4 磷鼎磁盘n磁盘i 磁儡r l 操 作 川户恤胃 系 统 字川j ：。数 处 1 j 户值臂 j q 被 什 1 h广数 十 i tj j 忙置 拉 杆 数川户数 蝌 用户忙管 i聃二 惑 j 数 用，化爿 川j 。激 【 m r “嚣 多川p 数 辨j ，仳苜 体 纠用，、敬 什 m p 伯节 脚 腭 序 第五步，评估局域网网段的使用情况 对工作站和服务器的硬件处理能力以及应用程序的位置评估并 采取相应剥策之后，如果网络仍然存在性能问题，这时应该在网络 中放置一台协议分析仪，通过协议分析仪来准确地对网络瓶颈进行 定位。若脚络分析仪在所洲网段显示出超负荷使用网络( 如出现大 _ ：蕈= 冲突) ，那么该网段就需要实现高速网络协议。 第六步，评估广域网网段的使用情况 第18 页 皇翌型! 塑型竺堡垄塑塑里! 塾垄生竺 问题的最后一个可能的地方是厂域网网段。对广域网网段使崩 情况的评估需要电信服务公司提供的实验数据和报告结果来确定广 域网的瓶颈 节置。 第3 章企业信息网络提速的费用效益估算 知道了网络缓慢的原因( 确认足网络带宽不足) ，也知道了网络 是在哪晕慢下来的并决定对网络进行提速后，f步就该是怎样去 实现它了。列原有网络提速不便寓，也不容易实现，因为网络技术 的发展h 新月异，所以它也不是一劳永逸的。因此，在丌丁之前很 有必要对提速的费用进行评估。而且，为了使得最终的预算顺利得 到决策部门的批准，也有必要对提速后带来的经济效益进行估算。 f 面分别就这两个问题展开讨论。 3 1 费用估算 3 1 1 硬件设备费用 设备费用是建造高速刚络最基本也是最明显的开支。但是也有 m b 直接或间接与安装新硬件有关的成本可能就不明恩。表3l 列 m 了需要考虑的设备和相关的成本。 衷3 j 耻件设备清十 设斋数量单价总计 胀务器j删络适配描 1j删络操作系统升级 内存升级 第19 页 j l 方交通人学f i i j 小。学位论义 驱动器升级 其它碗什升级 合计 集线器新集线器 模块 底盘 台训 路由器新路由器 揣内群接l f 同件卅级 软件升级 含计 交换机新叟挟机 交换机外级模块 川件升级 合计 下作站新工作站 操作系统升级 网络适配器 内存 磁盘空问 介汁 i u 缆布线新的引线 刖加的配套终端 接线f 乜缆 接线器 支架 接线面板 总计 a 服务器 通常高速网络相对较新，过去安装的网络操作系统版本可能不 支持高速协议。如果这样的话，就应该升级网络操作系统。而且， 新版木的操作系统，甚至是高速网络接口卡等都可能需要其他硬件 升缴。如增加内存和磁盘空间。确保有关系统硬件的要求已经询问 j 产品供应商，而且把所有的升级都包括进成本的估算中。 b 集线器 集线器的数量取决于以下两个方面：( 1 ) 要把多少端口转变成 高速协议；( 2 ) 准备购买的集线器的端口密度。 直果购买可堆叠的集线器，能够买到的最小单元是一个集线器。 第3 幸企业信息网络提速的费闱效益估算 注意，有些可堆叠集线器需要分离的终端，因此，应确保存成本估 算巾包括了这4 ： 终端的成本。 如果购买基于底盘的集线器，那么最小的单元是一个底盘模块。 这时则应确保包括了特定的电缆和需要把高速端l j 同现有的网络相 连的连接器等设备的成本。 最后，应确保制造线路盒以容纳新集线器等等的所有可变成本 如附加的支架和接线面板等。 c 路由器 路由器可能需要新的物理接口( 内部的或外部的) ，以及升级软 件和固件使其能够配合高速协议的工作。它们也许不得不全部被替 换掉。还有，一些手工配置是必需的，应确信所有的附加成本都被 包括进去。 d 交换机 交换机可能需要升级或者购买新的。刑级交换机将涉及到高速 接l j 或| 直| 件的升级。确保询问过产品供应商，搞清楚建立高速网络 准备用的交换机所涉及的每一件事情。 e 工作站 在t 作站t 实现高速例络协议涉及许多与升级服务器一样的考 虑。首先与工作站的提供商取得联系，确保所选择的网络适配器能 够兼容。在各种可能的情况卜，应选择支持p c i 或e i s a 总线的网络 适配器。同时，也应该保证工作站上运行的操作系统版本能够支持 网络适配器的驱动程序，而且工作站具有足够的内存和硬盘容量以 适应操作系统。有时，为了得到所要求的性能，可能需要一起吏换 工作站。 f 布线 信息刚络提速，一股要求对电缆布局升级。这些设备包括各种 引线、电缆、配套终端、接线器、支架和接线面板等。 北方交通人学坝十学位论义 3 1 2 服务费用 当考虑可能对实现网络捉速有帮助的任何外部服务提供者的费 用h j ，可参考表3 - 2 服务费用清单。这些包括同程序设计者签订合 同，以帮助增强应用程序：l 剐碉络集成商签订合同，帮助升级服务 器、网络操作系统以及其他各种删络通讯设备：州一些电脑公司签 订合同，帮助升级桌面工作站或台式机等。 表3 - 2 服静费用清* l服务数量单价总计 l ，程序设计者签台川 客户机心用程序 l 管矬应用程序 i 剐络集成人强 服务器i 级 i 州络操作系统升级 f u 缆施f l 战路盒川级 i 妊架的安装 3 1 3 工作人员培训费用 高速网络是门新技术，因此现有的工作人员很可能没有受到 过这方面的培训。在投入精力实现高速网络之前，应确保工作人必 已经在维护和管理两方面均掌握了必要的技术。他们不仪需要了解 如何把没备同高速网络做物理上的连接，而且要能够针对协议柬优 化和管理应用程序。 有时，仅仅依靠现有工作人员还不够，因此，必需额外聘请已 在高速网络方面具有丰富经验的1 作人员。在此种情况下，应确定 住实现高速网络的预算中已包括了招工和聘用人员的费用。 工作人员丌发工作表和聘用工作人员工作表见卜表3 - 3 和表3 4 ， 第22 页 塑! ! 竺兰竺堕璺型塑塑堡型茎旦! 塑堇些竺 嵌3 - 3t 作人英开发t 作表 讨论会参力人数 每个参加者赞用总计 管理系统 【布线 i交换机 路由群 集线器 总的协泌 总汁 醒程参加人数每个参加者费用总计 管删系统 布线 交换机 路m 器 集线群 总的办议 总计 书和参考资料 单元的数量单元的费用总讣 管理系统 布线 交换机 路由器 集线料 总的卧| 义 总计 表3 4聘用t 作人员工作表 l 品时工作人员成奉小| 埘数 每小时赞用总计 i 铡络管理 程序设计分析 l碰件维护 f总甜 【补充新人员成奉 职位数目每个职位的费用 总计 ；扪聘货 j c 它成本 总计 3 ，1 4 时间估算 北方交通人学埘卜学位论文 时问