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近年来互联网进入了高速发展阶段,网络链路速度不断提升,大多数骨干网络的链路速度已经达到10Gbit/s;用户数量呈爆炸式增长;同时随着计算机网络技术和多媒体技术的不断发展,网络中引入了越来越多的多媒体业务,如在线视频点播、VoIP、IPTV等实时性要求较高的多媒体业务在网络上占用的流量越来越多;在这种网络速度不断提高、规模不断扩大、业务种类不断丰富的环境下,传统的、低速的流量测量系统已经不能满足网络发展的需求,因此需要研究与开发高效率的、功能强大的、性能稳定的流量测量系统。运营商可以凭借测量系统实施按用户占用网络资源情况的计费方案,维护电信运营商自身的利益和效益;可以凭借测量系统区分网络中的不同应用、了解用户的网络行为,从而限制低附加值、高带宽消耗业务在网络中的无节制使用,使网络资源的分配得到优化,促进网络业务良性发展;可以凭借测量系统对流量的地域分布情况进行统计分析,并根据这些信息制定有效的网络建设与扩容、业务规划方案;同时还可以通过测量系统提供的各类数据分析报告为电信运营商的市场经营决策,提供科学化、理性化的依据。
本文在对现有的流量测量方法与流量识别技术进行研究的基础上,面向10Gbit/s的高速网络环境设计与实现了一种基于业务和地域区分的流量测量系统。其中在流量数据的采集部分重点研究与实现了分布式数据采集中的系统同步、数据传输和数据压缩的问题;在业务区分部分,介绍了如何在linux内核模块中设计与实现一种高效率的分层混合应用层流量识别方法;在地域区分模块,对其中的数据处理方法进行了详细的介绍;对于分析数据的存储,主要是针对现在大型网络的流量信息庞大,业务应用丰富的特点,设计了一种分级流量数据库的数据存储方式,它可以满足用户对不同时间粒度的流量情况进行查询,在数据处理和查询手段上主要采用了数据聚合处理技术和一些查询优化手段来提高查询效率。最后,对系统进行了广泛的验证测试,首先以成熟的网络测量软件为参照物,在搭建好的网络环境中对系统进行对比测试,验证所设计的流量识别方法的有效性;然后在大流量的实际网络环境下进行长时间的测试,以验证系统功能的正确性和性能的可靠性。
综上所述,本文所设计的基于业务和地域区分的流量测量系统可以实施基于业务区分的差异化收费方案;同时还可以根据测量分析的数据了解用户的网络习惯和网络的流量流向,为运营商发展宽带增值业务和进行网络资源的规划布局提供数据依据。