網(wǎng)絡(luò)骨干實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)分析

李瑞文、張景川



　　分散應(yīng)用集中管理的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在管理網(wǎng)絡(luò)時(shí)較為靈活，卻給網(wǎng)絡(luò)故障的發(fā)現(xiàn)和分析帶來(lái)巨大的困難。所以，必要的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)性能及主干流量，可為我們發(fā)現(xiàn)問(wèn)題提供有效地分析故障的依據(jù)，成為網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的重要一環(huán)。


　　近年來(lái)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展非常迅速，不斷采用的新網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)維護(hù)提出了越來(lái)越高的要求。分散應(yīng)用集中管理的網(wǎng)絡(luò)模式，以其應(yīng)用靈活、管理方便統(tǒng)一而被眾多的網(wǎng)絡(luò)管理者所采用。而這種分散應(yīng)用集中管理的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，卻給網(wǎng)絡(luò)故障的發(fā)現(xiàn)和分析帶來(lái)了巨大的困難。交換機(jī)、路由器以及VLAN技術(shù)的廣泛使用，使網(wǎng)絡(luò)流量變得越來(lái)越分散，普通的測(cè)試方法僅適用于共享網(wǎng)絡(luò)的測(cè)試，而對(duì)于全交換網(wǎng)絡(luò)只能是管中窺豹。采用何種手段，才可對(duì)網(wǎng)絡(luò)骨干進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)呢？




　　網(wǎng)絡(luò)維護(hù)主要手段





　　目前，大部分網(wǎng)管中心的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)手段主要有三類：網(wǎng)管軟件、協(xié)議分析儀、便攜式網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀。盡管這些工具在網(wǎng)絡(luò)維護(hù)過(guò)程中都有著很大作用，但是它們各自在功能上又都有所不足。


　　網(wǎng)管軟件的使用必須依賴于數(shù)據(jù)源提供的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)中具有可網(wǎng)管功能的設(shè)備（如交換機(jī)、路由器）充當(dāng)了這一角色。在此情況下，網(wǎng)管所能獲得的流量信息的多少將直接受這些設(shè)備的制約。獲得流量信息越多的設(shè)備價(jià)格越貴，同時(shí)過(guò)多的信息采集將大大影響這些設(shè)備的性能，而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的性能下降。


　　協(xié)議分析儀雖然能提供強(qiáng)大的協(xié)議分析功能，但是它分析內(nèi)容的準(zhǔn)確度和豐富程度則依賴于所能采集到的數(shù)據(jù)量，而如何能方便準(zhǔn)確地采集網(wǎng)絡(luò)流量，尤其是主干流量，是當(dāng)前協(xié)議分析儀所面臨的主要問(wèn)題。





　　網(wǎng)絡(luò)骨干實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)分布方案圖


　　便攜式網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀受功能所限，僅能對(duì)底層的常見(jiàn)故障進(jìn)行分析，適用于現(xiàn)場(chǎng)解決實(shí)際故障，對(duì)于復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，功能薄弱。

型號(hào)	說(shuō)明
opv-pe/plus	fluke協(xié)議聽(tīng)診器協(xié)議分析軟件專家版/tr（含專家分析&遠(yuǎn)程控制&流量生成功能）
opv-la	fluke分布式全雙工協(xié)議分析儀硬件(千兆/百兆、光纖雙絞線接口)
ftap-8x	fluke 8端口光纖測(cè)試接口盒（ftap-8m為多模，ftap-8s為單模）
tap-12	fluke 12端口雙絞線rj-45測(cè)試接口盒

　　如此看來(lái)，這些維護(hù)手段對(duì)于網(wǎng)絡(luò)主干鏈路流量乃至整體性能都不能進(jìn)行長(zhǎng)期、深層和直接的監(jiān)測(cè)。如此一來(lái)，網(wǎng)絡(luò)的管理就出現(xiàn)了一個(gè)真空，而很多潛在的網(wǎng)絡(luò)故障也許就隱藏其中。傳統(tǒng)的測(cè)試技術(shù)已不能滿足復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的測(cè)試需求，千兆網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用亦使得很多測(cè)試設(shè)備失去用武之地。





　　實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)性能與流量





　　在這樣的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生問(wèn)題時(shí)，現(xiàn)有的故障維護(hù)手段和方法都不能在不中斷網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的前提下接入測(cè)試。網(wǎng)管系統(tǒng)由于先天的能力不足，不能獲得滿意的測(cè)試效果，并且，為保證關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的性能不受影響，也不能過(guò)多地增加監(jiān)測(cè)能力，因此通過(guò)網(wǎng)管軟件進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)骨干的實(shí)時(shí)分析和故障分析，就顯得功能較低，網(wǎng)絡(luò)管理者有可能因此失去正確的判斷力。所以，必要的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)性能及主干流量會(huì)為我們發(fā)現(xiàn)問(wèn)題提供有效的分析故障的依據(jù)，而且這種對(duì)網(wǎng)絡(luò)主干性能的主動(dòng)監(jiān)測(cè)也必然有機(jī)地銜接網(wǎng)管系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)故障診斷設(shè)備而成為網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的重要一環(huán)，這也充分體現(xiàn)了預(yù)防為主的原則。


　　網(wǎng)管人員通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)骨干進(jìn)行集中的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)可以做到：在中心機(jī)房或其他地方（遠(yuǎn)程）直接獲得網(wǎng)絡(luò)主干、關(guān)鍵設(shè)備的實(shí)時(shí)流量情況。所有測(cè)試可在不中斷網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運(yùn)行的情況下進(jìn)行 。能夠?qū)α髁窟M(jìn)行深層的流量分析，包括捕獲包解碼，幫助管理者了解各種應(yīng)用占用網(wǎng)絡(luò)帶寬的比例。所有統(tǒng)計(jì)信息的獲得不依賴于任何現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，很大程度上減少了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的負(fù)載。對(duì)于發(fā)現(xiàn)的故障進(jìn)行分析，為進(jìn)一步調(diào)用故障診斷工具進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)故障排除提供幫助。


　　那么，使用什么樣高效便捷的手段實(shí)現(xiàn)對(duì)大型網(wǎng)絡(luò)骨干及關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)并進(jìn)行深層次的流量分析呢？





　　分析方案





　　我們?yōu)檫@種網(wǎng)絡(luò)骨干的監(jiān)測(cè)分析提供了基于Fluke網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀器的解決方案。這套方案的重點(diǎn)在于提供了分布式實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與集中式控制管理的能力。方案中使用的設(shè)備如表所示。


　　基于這套方案可以實(shí)現(xiàn)：協(xié)議分析儀專用硬件數(shù)據(jù)采集器OPV-LA可以直接接入網(wǎng)絡(luò)主干進(jìn)行測(cè)試，獲得真實(shí)的流量信息，并且不會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行；可以提供網(wǎng)絡(luò)骨干的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和詳實(shí)的測(cè)試報(bào)告；可以通過(guò)協(xié)議分析軟件遠(yuǎn)程遙控硬件數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行流量分析，從而實(shí)現(xiàn)真正意義上的集中管理；提供深層流量分析，得到高層應(yīng)用協(xié)議的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，如各層協(xié)議應(yīng)用比例、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通訊流量統(tǒng)計(jì)等。測(cè)試設(shè)備軟件管理和硬件控制靈活結(jié)合。TPA的引入提高了測(cè)試設(shè)備端口利用率，減少測(cè)試設(shè)備投資。


　　在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，可將測(cè)試設(shè)備接在主干鏈路中或者關(guān)鍵的服務(wù)器、路由器處，和網(wǎng)絡(luò)無(wú)縫地融合在一起而成為網(wǎng)絡(luò)的一部分。靈活分散的監(jiān)測(cè)和集中控制管理的結(jié)合成為本方案的一大特點(diǎn)，基于硬件的準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)采集和遠(yuǎn)程監(jiān)控分析是本方案的基礎(chǔ)。





摘自《中國(guó)計(jì)算機(jī)報(bào)》2002.22