带宽控制（精选9篇）
带宽控制 篇1
0 引言
短短几年, P2P (peer to peer) 技术迅猛发展, 在带给用户高速下载体验的同时, 也大量占用了带宽资源。运营商网络中60%～80%的带宽夜以继日地被这些应用占用, 使得网络增量不增收, 给宽带运营商的良性发展带来了较大压力。
1 IP城域网流量模型的变化
网通宽带2007年底陆续接到用户投诉网速变慢的报障, 针对反应网速慢集中的宽带小区进行流量观察, 发现这些宽带小区的百兆出口在上网高峰期, 均表现为上行出口拥塞, 下行出口富裕的现象。部分小区的在线数用户仅100左右, 但上行百兆出口基本跑满。进一步分析和研究, 发现流量模型较前几年出现明显变化。
1) IP城域网里网络应用流量模型的变化:现在IP城域网里, 60%～80%的流量都是P2P的流量, 而传统的HTTP (超文本传输协议) 流量已经不是主要流量。
2) 个人用户的流量模型的变化:以前个人用户的下行流量远远大于上行流量。而由于P2P技术在下载的同时, 也需要上传, 特别是在用户下载完后常常作为种子继续上传, 导致个人用户的下行流量和上行流量都很大, 往往上行流量反而更大于下载流量。
用户报障的根本原因找到了, AUP (月均消费) 值相对较低小区宽带用户由于过度使用P2P, 占据了大量的上行带宽, 造成小区上行出口拥塞。通过扩充带宽的方法确实可以短时间内缓解网络的拥塞状况, 但扩容成本较高, 与收入远不成正比, 不能彻底解决问题。只有对小区宽带用户采取技术手段进行流量控制, 设定策略, 以保证用户的相对公平, 将节省的带宽用于高AUP值的用户, 这才是解决问题的根本之道。
2 对P2P流量进行控制的方案
2.1 整体限速个体不限速
早在前两年南京网通就使用过业务监控网关SIG (service inspection gateway) 设备, 采用分光的方式控制小区的P2P流量。通过流量采集、流量识别以及流量控制机制, 可将近1 Gb/s的流量控制在600 Mb/s左右, 取得了不错的效果。改方案采取疏堵结合, 整体限速的手段, 是有效解决现存矛盾的技术方案之一。但采用这种方法需要追加投资, 只能在矛盾最为突出的局部适量部署, 无法全面铺开部署, 不能算最佳方案。
2.2 个体限速
2.2.1 会话连接数限制
宽带接入服务器 (BRAS) 是面向宽带网络应用的接入网关设备, 主要完成两方面功能, 一是负责终结用户的PPPo E (基于以太网的点对点) 连接、汇聚用户的流量功能;二是与认证系统、计费系统和客户管理系统及服务策略控制系统相配合实现用户接入的认证、计费和管理功能。
由于P2P存在并发连接的特点, 最初考虑在BRAS设备上限制每个用户的会话连接数, 但这受限于BRAS设备性能特性, 更严重的问题是会影响用户上网体验。当使用会话连接数限制措施时, 有可能出现用户一打开P2P软件, 就消耗尽连接数资源, 再用浏览器上网时连网页也看不了, 导致用户投诉, 此方案很快被否决。
通过多种尝试, 发现解决P2P上行流量过大最根本的方法还是应该从限制用户接入带宽着手。而限制用户接入带宽在某种程度上违反用户宽带合同。如何能合理地限制用户流量, 在不影响下载的前提下, 限制上传流量, 最大限度地不影响用户上网感受, 这个尺度的把握非常重要。
参考传统的ADSL (非对称数字用户线) 技术, 由于其自身技术限制, 其特点就是下行带宽大、上行带宽小, 形成不对称的流量模型。以目前4 Mb/s ADSL为例, 下载4 Mb/s, 上行才640 kb/s, 因此, 对于ADSL宽带业务, 无需采用特别的技术手段, 即可解决用户占用上行带宽过大的问题。
当前P2P应用广泛, 突破了原有互联网用户端下载流量大于上传流量的传统模式, 而事实上这部分激增的上传流量都来自用户自身无法体察、也不需要的P2P垃圾流量。在现有LAN (局域网) 小区用户接入带宽上下行都是10 Mb/s的情况下, 限制其上行带宽至某一合理范围, 同时保持下行P2P流量通畅。这样既能缓解上行链路太过拥挤的状况, 又可以避免违反带宽合同之争。
从技术层面分析:限制用户上传和下载的流量比, 可以分为硬件限制和软件限制两种。
2.2.2 硬件限制用户上传和下载的流量比
硬件限制即采用端口硬件限速。在接入用户的楼道交换机上对用户接口的in方向进行限速, 这需要硬件设备的功能支持。
该方案需要在每台交换机上做手工配置, 工作量大, 也不便于将来统一管理和控制, 不宜于推广。
2.2.3 软件限制用户上传和下载的流量比
软件限制即通过BRAS认证设备来实现限速。可分为两种操作方法。
方法一:在BRAS上不接受RADIUS (远程拨号用户认证服务) 下发的带宽属性, 启用本地限速策略。
经实际测试, 在RADIUS不具备区分上下行带宽限速的情况下, 可以直接在华为5200设备上配置操作 (在现网情况下, 无需追加任何投资) , 达到立竿见影效果的方法。但这种本地限速策略是针对某一个认证域的用户生效, 即该域下的所有用户具有相同的限速策略。在当时网通家庭宽带只有10 Mb/s速率这一种套餐, 可以统一应用, 如果某小区下同时存在多种速率套餐的用户, 就难以区分出不同的带宽, 只能通过本文稍后介绍的方法二来解决。
如下是在华为MA5200启用本地限速策略的配置案例。
经过多次测试, 结果表明, 基于当前的网络应用, 上行带宽控制在600～700 kb/s可以起到节省总上行带宽的作用, 同时对用户上网体验也不会有大会影响。MA5200启用本地限速策略的方法如下。
首先新建RADIUS组名“deny-radius-speed”, 删除“radius-server class-as-car”这句接受远程RADIUS限速功能 (RADIUS通过25号属性下发) 的命令。
其次, 新建限速的user-car, 本例名为user-car 31, 对上行限速600 kb/s (华为设备的上行峰值速率建议设为平均速率的5倍) , 下行仍然是10 Mb/s。
user-car 31 up 600 600 3000 down 10240 10240 10240
然后在认证后域里调用deny-radius-speed组和user-car31。
最后在相应的portvlan下指定认证后域。
金陵石化某宽带小区限速前后的流量对比。
以下以金陵石化某个宽带小区为例, 分析流量限速效果。该小区晚上同时在线的用户近600户, 测试截图1是未限速前的流量图, 绿色表示用户上传流量, 蓝色表示用户下载流量, 可见其上传带宽已经达到了近500 Mb/s, 3倍于用户下载流量。
测试截图2是对此小区做了上行限速600 kb/s后的流量图。可见下行流量基本未变, 但上行流量明显下降 (上行带宽由原来的峰值500 Mb/s锐降至150 Mb/s以下) 。测试近一个月, 只有极少量的宽带用户报障上行网速变慢, 后查明这一两个报障用户是因为使用PT (private tracker) 上传赚积分时才感觉到上传网速变慢的。
方法二:BRAS认证服务器接受RADIUS下发的用户上下行带宽属性 (RADIUS上的用户账号的带宽属性与营帐系统中的用户套餐带宽相对应)
RADIUS由于支持多种认证方式、易于扩展、相对安全、易于实现等特点, 已成为很流行的AAA (认证、授权、计费) 协议。该协议采用C/S (client/server) 结构, 以UDP (用户数据报协议) 作为传输协议, 具有强大的认证能力, 是管理远程用户验证和授权的常用方法。RADIUS是一种可扩展的协议, 它进行的全部工作都是基于attribute-length-value (属性, 长度, 值) 的向量进行的。
attribute的数据格式有两种, 一种是标准属性的数据格式;另一种是类型值为26的vendor-specific属性的数据格式, 此属性允许设备厂商对RADIUS进行扩展, 以实现标准RADIUS没有定义的功能。
设备厂商可以封装多个自定义的“type、length、value”子属性来扩展RADIUS。
由于在RADIUS标准里面并没有控制上行和下行带宽的属性, 为了实现上行和下行分别限速, 需要利用RADIUS协议的可扩展私有属性。即在RADIUSserver的用户属性中配置用户的上行和下行带宽。当用户发起认证并通过后, 配置的带宽数据将被携带在access-accept报文里返回给BRAS设备, 由BRAS认证系统设置认证端口的上行及下行的访问带宽, 用户下线后, 再由BRAS认证系统取消该设置。
利用RADIUS扩展属性实现用户带宽上下行限速, 虽然解决的是上行单方向流量拥塞的问题 (并没有减少下行流量) , 但这使得宽带小区的上、下行流量总体趋于平衡。是在现有条件下投资最少, 解决带宽拥塞问题见效最快的技术方案, 只需要对RADIUS系统进行再次开发, 并实现与营帐系统中宽带套餐的对接即可。
3 应用
至2008年初, 江苏省网通所用的RADIUS系统在功能上还不支持上下行带宽区分的功能, 2008年2月笔者向省公司提出了“升级RADIUS系统, 对个人套餐进行上、下行限速”的建议, 得到省公司重视并予以采纳, 在当年的江苏省RADIUS扩容改造项目中实现了此功能。市场部同步重新制定了家庭宽带套餐, 套餐中明确规定了对LAN接入业务的上下行速率标准, 并针对特定用户设定了上下行对称的特别套餐, 以满足不同用户的差异化服务需求。
“利用RADIUS扩展属性实现用户带宽上下行限速, 为P2P应用流量整型” (“整型”是指在不影响宽带用户正常使用P2P业务的前提下, 通过技术手段, 将个人用户的流量模型恢复为传统模型的下行大于上行, 或者使上、下行流量总体趋于平衡。减少宽带运营商出口扩容压力。“整型”所整掉的流量大多是P2P用户自身无法体察、并不需要的上传方面P2P垃圾流量) 的实施结果使得宽带小区的上、下行流量总体趋于平衡, 出口拥塞情况得到了有效的改善, 既不影响宽带用户正常使用P2P业务, 又节省了用于带宽扩容的投资。
带宽控制 篇2
我局的内、外网络线路主要承载运行**壮族自治区国土资源厅远程报批系统、土地市场动态监测与监管系统、采矿、探矿年检系统、颁发采矿证配号系统、地质灾害监测系统、门户网站等工作。现接入的网络为电信专线4M光纤,供全局干部职工电脑(运行中的电脑有100多台，其中：八楼局班子、局办公室合计12台，六楼、七楼、九楼各股室、二层机构90多台)连接互联网、OA服务器、内网、及各种业务软件使用。
就现有的网络带宽的现状分析，4M光纤512K/S的下载流量，100多台电脑共享，平均每台3-5KB/S，用网高峰期间，网络带宽严重不足,外网出口严重拥塞网络延迟很大。具体表现在：1、浏览网页、搜索资料时，网页打开速度缓慢甚至无法访问;2、办公收发邮件，经常性连接失败，需多次重复收发，附件过大时，发送和下载邮件速度很极慢，邮箱极易崩溃;3、OA系统传输文件、内网、及业务软件的连接受阻，特别是网络传输文件需要传输很长时间，办公效率下降;4、我局即将上线的信息化建设系统对网络通讯线路的要求将会更高。
综上所述，为保障我局网络的通畅、外网、OA系统、业务软件的连接、信息化系统的正常访问，将现有光纤宽带进行扩容，是非常有必要的。我中心建议将现有专线光纤的带宽由4M扩容至10M。
特此报告，恳请局领导批准。
xxxxx信息中心
互联网出口带宽分析控制与优化 篇3
宽带业务的日益丰富, 过去那种互联网的浏览、查询、电子邮件等常规功能已然不能满足时下用户们的要求, 针对出口带宽压力这一问题, 通过对互联网带宽出口的控制以及优化, 采用组合模式、按照应用协议进行出口调度、建设P2P应用缓存系统等方式, 既有助于提高铁通用户访问的质量, 又为改善用户体验提供了坚实的保障。
二、互联网出口带宽现状分析
当下, 伴随着宽带业务的日益丰富, 以及运营商客户规模的快速发展, 作为网络的使用者对互联网出口的带宽以及速度都赋予了更高的期望值。过去那种互联网的浏览、查询、电子邮件等常规功能已然不能满足时下用户们的要求, 因此, 可以给用户带来高速体验的P2P业务, 诸如网络视、BT下载和迅雷下载, 逐渐开始普及。凡是各有利弊, 应用P2P的缺点是通过使用大量在线用户的客户端设备资源, 达到优化文件传输能力的目的, 但是在最大限度获取网络出口宽带的同时, 也会给铁通的运营成本控制以及服务的稳定性造成很大压力。
目前, 针对出口带宽压力这一问题, 作为运营商主要通过对传统的P2P封杀方案, 以缓解这一压力, 在一定程度上, 这个方案实现了缓解出口带宽压力的目的, 对闲时和忙时的出口宽带利用率实现了均衡;与此同时, 这一方案在实现过程中, P2P流量仍然会给出口带宽带来不小的压力, 并且造成许多用户不能随时使用P2P的业务, 随之带来用户体验下降的后果。
三、互联网出口带宽分析控制与优化
在这样的一个现状下, 铁通基于多样化的方式分析控制优化出口带宽, 目的是用相对较少的成本形成一个相对利用率高的出口带宽和高质量用户体验的组合方案。
3.1带宽的分析与控制
(1) 将带宽分析控制设备放在出口位置使用, 全面分析互联网所有出口带宽的协议, 掌握目前网内应用排名较为靠前的协议类型以及带宽使用量, 及时限制诸如BT和迅雷等应用的分时段恶意占有带宽; (2) 对部分协议按照不同的时段进行控制, 一方面可以分上午、下午和晚间三个时段进行控制, 另一方面也可以分为平常和周末两个时段控制; (3) 统计网内占用带宽多的用户, 并对这些用户进行排名, 可以通过分时段限制带宽的方式对这些占用带宽多的用户进行管理, 在晚间流量使用高峰时间内可以适当出让部分流量, 尽可能的将这部分出口带宽资源向网内回报率高的高品质用户提供使用。
3.2采用组合模式
过去互联网出口协议进行带宽限制仅仅通过单一模式, 或者使用其他的单一模式对互联网带宽进行缓存, 目前, 铁通采用组合模式———比如通过引进多出口达到对出口带宽进行优化的目的, 通过使用带宽分析控制设备达到对带宽协议进行控制的目的, 通过采用P2P缓存对出口带宽进行缓存, 与此同时加大力度建设内部网站资源, 目的是降低用户对互联网资源的需求。
铁通通过集优化、控制、缓存及引导相统筹的组合方式, 不仅节约了成本, 大幅度降低了出口带宽需求, 同时达到了用户对质量的需求。
3.3按照应用协议进行出口调度
通过利用带宽分析控制设备创新功能, 可以根据应用协议对出口带宽进行合理的调度。
由于当前在我国的互联网市场上, 可租用的出口带宽的价格是由各个运营商自行提供的, 所以有一定额度的差异, 出口质量与价格成正比, 价格高那么出口质量也相对较好。
但是各种类型的应用对出口带宽的需求也是不一样的, 游戏类应用需要较好的出口带宽, 那么就可以为其设置出口质量较好的协议;而对于浏览网页以及出口中所有的BT、迅雷等协议要求的出口质量相对比较低, 因此, 我们可以根据应用的不同, 按照应用协议进行出口调度, 以达到整个出口带宽成本的控制的目的。
3.4建设P2P应用缓存系统
目前的互联网应用中, BT、迅雷和视频应用占用着较多的出口带宽协议, 从长远来看, 如果放任这些应用无限制地占用出口带宽, 并不能很好的控制其发展, 那么就会对大部分用户的正常应用产生不利影响。我们不能只通过限制出口带宽的方式, 这样只会造成用户的使用质量的下降, 不能做到从源头上解决这一问题。
那么, 究竟将怎么在最大的程度上用最为合理的方式解决这一问题呢?
可以利用建设P2P应用缓存系统的方式, 对BT、迅雷和视频应用进行本地缓存, 当以上内容被第一个用户访问过后, 这些内容就会被保留在本地缓存中, 那么, 当其后有需要相同资源的用户就不需要到互联网中重复获取资源, 而可以直接在本地缓存服务器获取这一资源, 因为之后的访问用户是直接在城域网内取得的资源, 这样速度就被大大提升了。因此, 通过建设P2P应用缓存系统这一方式可达到双重效果, 一方面可以降低出口资源需求, 另一方面又可以提高用户的体验。
四、小结
内网自由分配带宽 篇4
先确定自己的路由器是否具有限制流量的功能，一般在说明书上或者机身都有说明。
输入用户名和密码并进入后台
接着进入向导界面并点击“IP带宽控制”链接，依次的勾选“开启IP带宽控制”复选框和选择你所需的网络类型，仅此的做的就是设置你的网络带宽：
一般是在IP地址段中将各IP所用的带宽和控制方式都详细的设置好
设置完成，点击“保存”，然后点击 “系统工具”并选择“流量统计”，点击“开启流量计统计”按钮，
带宽控制 篇5
关键词：RouterOS,带宽控制,P2P限速,大学公共机房
1 带宽控制技术
带宽控制是利用互联网数据包的特性,针对来源、目的、应用或其他特殊格式,进行阻拦或允许,使得带宽在不同的应用和用户之间灵活分配。
QoS(Quality of Service)服务质量,它为各种应用程序提供尽力服务以满足不同程序特定需求的服务,可用于解决网络拥塞、延迟等问题,是网络传输中的一种机制,也可以理解为对通信数据的特定服务。QoS工作方法是通过丢包实现的,它与提供尽力型的服务的网络IP协议族不同。网络IP协议族会平等对待业务流,但QoS则力图区分用户和业务流,以根据不同需求情况分配带宽,保证数据流的质量。Qos在形成新的网络流时,会出现丢包的情况,但并会因此丢失TCP信息,因为被丢掉的包会被再次发送,确保了不会丢弃TCP协议。可以说QoS不止是限流,更多的是提供优良品质的网络服务。
作为实现QoS重要部分,带宽控制能达到控制网络流量、保障特定业务流带宽的目的。它主要是通过对网络业务流进行分类,分配不同的带宽并限制其数据包的传输速率来实现的。依据业务流的服务类型(通过源/目的端口判断)以及源地址、目的地址等数据包关键内容进行具体的带宽分类。可以说管理带宽的本质就是QoS概念的体现。
一般常用速率控制与队列的方法进行带宽控制。其中,使用队列控制带宽的常用方法有两种:基于分类的队列、优先级队列。基于分类的队列,是指网络管理员会根据某些标准,对数据包进行分类与排队,并为每一种分类划分固定的带宽。这种方法的弊病是,当带宽划分后,分类队列的应用无法使用其他分类的带宽,即便这一分类的带宽仍有剩余,这样带宽并没有得到有效的使用。还有一种与之类似队列——加权公平队列,它是在分类队列的基础上给不同分类添加优先权,重要的分类会拥有较高级别的优先权,但仍旧不可避免的存在分类队列的弊病。优先级队列与加权公平队列也有一定的相似之处,它们都会为不同的业务流添加不同的优先权。不同的是,优先级队列会先为要传输的数据包添加不同的优先权,然后根据优先权的不同分成不同的队列。但低优先权的数据包的传输往往会在高优先权流量突发出现时,停滞传输,这时管理员也无法控制带宽的分配,导致了低优先权数据包迟迟也等不到传输的机会。
通过的速率控制带宽分配的常用方法也有两种,分别是ATM通用信元速率算法与TCP速率控制。ATM通用信元速率算法主要用于ATM网络,它会检查信元流,并判断每一个信元有没有遵从虚电路的参数,通过控制信元流来达到带宽控制的目的。这一算法适合数据流相对恒定的网络,因为当有突发性数据包输入时,有可能会丢掉数据分组。TCP速率控制算法就是在TCP可靠传输的基础上,对滑动窗口协议的进一步应用,TCP的滑动窗口协议主要应用于流量控制以及管理丢失的数据。滑动窗口协议中的窗口大小,指的是发送方主机在收到接收方的确认消息之前的传输能力,即可以传输的数据大小。TCP速率控制算法会计算任何一个TCP会话往返的时间,并且修改TCP的头部内容,延迟TCP的确认,在给分类业务流的流量分配上,有较高的工作效率。但这种算法要求准确测量传输往返的时间以及数据传输的速度,这样精确的数据要求难度很大,并且测量过程会增加带宽的开销,算法本身也相当复杂,因此应用不广。
一般局域网中,使用较多的带宽控制方法是基于队列分类的,因为队列分类符合日常的业务流情况,对于网络设备以及算法本身也比较容易实现。在网络结点设备上,一般对队列进行如下分类:FIFO(先进先出队列)、SFQ(随机公平队列)、RED(随机早先探测)、PCQ(每次连接队列)以及HTB(等级令牌桶)等五种队列规则。
2 RouterOS带宽控制
RouterOS是一种路由操作系统,通过该软件将标准的PC电脑变成专业路由器。RouterOS可通过网络安装、U盘安装以及CD镜像文件安装三种安装方式,其兼容x86架构平台,所需最小内存32MB即可,一台586PC机就可以实现路由功能,并且在提高硬件性能同样也能提高网络的访问速度和吞吐量。
RouterOS能对特定的IP地址、子网、协议,端口以及其他参数限制数据率;限制P2P流量以保证优先考虑一些数据包流;还能使用队列脉冲串已获得更快的WEB浏览体验;并且队列不仅可以应用在数据包通过的路由器真实接口上,还可以应用在虚拟接口上。
2.1 RouterOS带宽控制的队列规则
RouterOS能支持PFIFO(包先进先出)、BFIFO(字节先进先出)、SFQ(随机公平队列)、RED(随机早先探测)、PCQ(每次连接队列)以及HTB(等级令牌桶)6种队列规则。
1)PFIFO(包先进先出)与BFIFO(字节先进先出)
PFIFO和BFIFO两种队列都是采用先进先出算法的,即以业务流到达的先后次序作为带宽分配的顺序。两者的主要区别在于衡量的单位不同,PFIFO是以数据包位单位,而BFIFO以字节为单位。这两种队列类似于顺序队列,队列的长度是预先设置的,用PFIFO-limit(BFIFO-limit)这一参数,定义队列可以容纳的数据量。如果队列满了,后面的数据要被丢弃,不能排队。
2)SFQ随机公平排序
并不会限制流量,它主要的作用是在连接完全满的时候均衡业务流,以保证一些连接不至于空等待。当连接队列完全满的时候,SFQ的散列算法会将队列中的数据包,进行分解随机分散到有限数量的子队列中,再由Round-robin算法把从每个子队列的字节按照顺序出队。整个SFQ队列可以容纳128个数据包,有1024个子队列可用。SFQ队列如图1所示。
3)RED随机早先探测
RED是一种通过控制平均队列长度避免网络拥塞的排序机制,应用在高数据率的拥挤的连接上,它在TCP协议上工作很好,但在UDP上并不理想。当平均队列长度达到RED规定的某个值(red-min-threshold)时,RED就会随机选择该丢弃队列中的某个包。而当平均队列长度达到red-max-threshold时,随后进入的包会被直接丢弃,有时候真实队列长度会远远大于red-max-threshold,这时RED会丢弃所有超过red-limit的数据包,如图2所示。
4)PCQ(每次连接队列)
PCQ(Per Connection Queuing,每次连接队列),可以说它是去掉了随机特性的进化版SFQ。PCQ会根据pcq-classifier(组分类器)产生子队列,但PCQ队列的总大小不能大于pcq-total-limit包。它可以将不同源IP地址的包集合到不同的子队列中,并由参数pcq-limit规定进入子队列数据包数,每个子队列都有一个pcq-rate参数,对每一个子队列进行限制或均衡,最后每个子队列还可以根据需求附属到某个特定接口上。PCQ用来均衡多用户动态形成的流量,有很好的效果,它也是唯一一种能限流的无等级排序类型。
5)HTB(等级令牌桶)
RouterOS中的HTB(等级令牌桶)队列规则,允许创建一个类似于树型结构的等级队列结构,并确定队列之间的关系。每个队列在HTB有2个速率限制:约定信息速率(在RouterOS中的参数为limit-at)和最大信息速率(在RouterOS中的参数为max-limit),通过双重限制,对队列进行流量管理。
在HTB中,一旦队列添加了一个Child(子队列)时,HTB就会将其变为inner(内部队列),仅负责传输的分配,而对符合的数据进行处理这项工作则由Leaf(叶队列)即向下没有Children(子队列)的队列负责。在RouterOS中规定,必须指定Parent(父级)选项和一个子队列。
2.2 RouterOS对P2P流量的限制方法
在用RouterOS进行BT流量封堵时,常常采用限制端口的方式进行,因为BT的服务端口比较固定。同样,我们可以使用类似的方法限制P2P流。虽然P2P应用采用可变端口,这些P2P应用软件都必须进行登录才能使用,因此可以在客户端登录服务器时,获取验证登录的服务器IP地址,然后使用IP屏蔽的方式,达到屏蔽该P2P应用的目的。首先使用RouterOS的WINBOX界面远程登录P2P应用的服务器,注意在RouterOS上的Interface配置,必须是内网的局域网网卡,并做好相应的标识,如标注Ether1,在Src.Address项配置好要进行限制P2P应用的主机IP/掩码。然后在成功获取了IP之后,在IP-Firewall中对IP进行屏蔽。这种方式会完全现在某种特定的P2P应用,但很多时候网络管理并不是想要完全限制某些P2P的应用,而是希望当其在占用大量带宽时,进行合理及必要的限制。所以往往他们会降低数据包分级并且限制数据包总流量大小,这样能达到带宽控制的目的,又不会完全限制P2P下载的使用。具体的限制方法可以通过代码实现,例如要将网络的总流量限制在512KB时,可在RouterOS中配置如下脚本代码:
3 RouterOS在公共机房中的带宽控制实践
在搭建RouterOS系统平台时,只需要设置好PC机的串口连接参数,然后将RouterOS软件安装在电子磁盘中,然后再进行初始化设置,就可以开始使用RouterOS系统了。软件的安装方式有三种,分别可以通过光盘安装、USB安装和ISO镜像文件安装。在使用光盘安装时要注意,首先要在PC机的BIOS设置成光盘为第一启动盘,然后在安装过程中必须勾选system包必须为默认安装。在使用USB方式安装时,需要使用Netintall软件协助安装。当U盘插入USB接口后,启动Netintall软件,然后选择RouterOSx86安装包,然后通过Netintall软件将RouterOS系统安装到U盘上,取出U盘。将PC机的BIOS设置成USB引导启动。使用ISO镜像文件安装的方式,与光盘类似,这里就不多做介绍。
RouterOS安装到电脑后,就可以开始系统的初始化配置。首先启动设备,检查各个接口网卡是否连接正常。然后对RouterOS服务器进行如下配置:
在服务器端配置好后,使用内网IP连接到RouterOS服务器。使用Winbox软件进行其他具体的配置,具体步骤可分为5步。首先,刚才区分确定了内外网卡,所以第一步,应该在系统上配置内网网卡名称,如:内网卡命名为:lan,外网卡命名为:wan,这样能方便以后系统的使用和配置。配置名字后,进行第二步IP地址的配置,在winbox的IP—address中配置内网和外网的IP,lan上使用:192.168.0.1/24,wan上使用192.168.48.7/24。随后就开始第三步网关路由的配置,具体的配置步骤在winbox的IP-routers中配置静态默认路由,0.0.0.0/0 192.168.48.1。第四步要进行NAT转换规则配置,通过IP-Firewall-NAT中配置:192.168.0.0/24,注意action参数的配置一定要选择masquerade。最后,在IP-DNS-setings配置DNS。所有的配置完成后,可以通过Files保存配置。以上五个步骤之后,RouterOS平台就搭建好了,可以进行带宽分配。可以通过建立简单队列来对具体的单个ip主机进行带宽限速。第一步要配置队列名字,要限速的IP地址,然后配置详细的限速,分别有MAX limit、Burst limit和Burst threshold,注意Burst threshol的值必须小于或等于Burst limit,超出后将提示错误,无法完成配置。所有的配置完成后,可以开始检验限速是否成功。
4 结论
通过对带宽控制的理论总结和对RouterOS对带宽控制的具体情况的分析,成功地运用RouterOS对公共机房的带宽流量进行了分配和有效控制,发现实际运行效果良好。
参考文献
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带宽控制 篇6
移动自组网中的节点通常根据路由表进行数据的传输与转发, AODV协议是一种按需路由协议, 由于该协议本身不提供拥塞控制, 当网络负荷较重时, 实时业务如语音、视频等会产生较大的延时, 甚至大量分组被丢弃, 导致网络性能下降。本文提出一种基于带宽控制策略的AODV改进路由协议, 利用AODV周期性发送Hello分组包的机制, 加入带宽估算和业务进入控制策略, 使路径的带宽能够满足业务的实时要求, 提高网络吞吐量, 降低网络延时和丢包率。
1 AODV路由协议
当源节点想传输数据至目的节点而路由表中又没有相关路由记录时, AODV就会广播RREQ分组查找路由。RREQ分组包含有目的节点IP地址、源节点IP地址和RREQ ID等信息。RREQ ID为一递增的序号, 用来判断当前路由是否为最新以及防止路由环路[5]。在路由建立过程中, RREQ沿途所经过的中间节点都要建立到源节点的反向路由;目的节点收到RREQ分组后, 回传RREP应答分组沿反向路径直到源节点, 此过程各节点会依次建立到目的节点的正向路由。
当节点收到重复的RREQ分组时, 如果后到达的RREQ分组ID比之前收到的RREQ分组ID大或路由跳数更少, 则更新路由信息并回传RREP分组, 否则丢弃该RREQ分组。
当路由失效时, 节点会启动路由维护过程, 即往源节点发送RRER分组, 源节点收到后重新发起路由建立过程, 或由中间节点直接进行本地修复, 直到新的路径产生。
2 对AODV协议的改进
本节对AODV进行优化改进, 形成一种基于带宽控制的改进协议BAC_AODV (Bandwidth Reservation Control AODV) 。主要包括三方面的内容:一是带宽估算;二是信道竞争节点数的确定;三是在路由建立过程中加入Qo S控制管理。
2.1 带宽估算
带宽估算包括业务带宽需求 (BWQ) 、本节点剩余带宽 (RBW) 最小剩余带宽的估算 (Min_RBW) 三部分。
BWQ表示业务流在网络中传输时需要的带宽, 当源节点发起路由寻找时, 会在RREQ分组中携带该数值, 即
式中:R表示分组产生率, 不同的业务流类型具有不同的R值 (如CBR, VBR) ;TDATA表示分组传输时间;C表示物理层传输信息时候的速率。
RBW表示节点自身剩余的带宽, 可通过载波监听的方式计算得到, 即
式中:Ti表示节点在一段TP的监听时间内, 信道呈现为空闲状态的时间;C表示物理层传输信息时的速率。
对AODV协议Hello分组格式进行修改, 加入自身的RBW值, Hello分组会周期性地广播给一跳距离内邻居, 每个节点均可获得其所有邻居节点的剩余带宽N_RBWi。节点收到所有一跳内邻居节点的剩余带宽后, 取最小值记为N_RBW, 即
将式 (2) 和式 (3) 再取最小值, 得
式中:RBW_min为最小剩余带宽, 在路径寻找过程中使用该值进行建立路由的Qo S控制管理。
2.2 带宽竞争节点数的确定
在IEEE802.11无线载波监听机制下, 由于隐藏终端的原因, 节点的通信不仅受到通信范围内节点的影响, 也会受到干扰范围内节点的影响[6]。设干扰范围为通信范围的2倍, 如图1所示, 对B节点而言, 1跳邻居节点A, F, C和2跳邻居节点S, D都会影响自己可以使用的带宽。
定义一个参数Ncn (带宽竞争节点数目) , 表示节点传输RREQ时, 可能会影响自己占用带宽的节点数目 (包含节点自身) , 考虑到RREQ是单向传输, 本文对Ncn做了一种悲观的估算方法, 即
式中:d根据下一跳是否为目的端进行取值;m表示从源段开始的跳数。对于d而言, 有
对于m而言, 设中间节点到源节点的跳数为h, 有m=min (h, 2) 。
2.3 路由建立与维护
当节点的路由表没有去往目的节点的路由记录时, 则会广播发出RREQ分组进行路由发现, BAC_AODV协议对RREQ分组进行了修改, 如图2所示。
修改的RREQ分组利用原有的保留字段来携带BWQ值, 去掉了节点序列号栏位, 采用Flow_ID进行路由寻找和业务通信。不同的业务 (如音频, 视频) 即使是同一个节点发出, 其Flow_ID也会不相同。
中间节点收到RREQ后, 将自己的RBW值与所有1跳邻居节点的N_RBW取最小值, 得最小剩余带宽RBW_min (详见2.1小节所述) , 并根据式 (8) 进行带宽判断。
如果满足该式, 则表明该条路径上的带宽满足于业务带宽的需要, 将相关信息写入路由表, 否则不转发该RREQ, 回传RRER分组, 该路径被删除。
中间节点如果收到具有相同Flow_ID的RREQ, 则比较与先到RREQ分组中的跳数, 选择跳数少的RREQ分组同样使用式 (8) 进行Qo S控制判断后再做转发, 否则直接丢弃该RREQ。
目的节点收到RREQ后, 回传RREP到源节点, RREP分组含有Flow_ID, 中间节点根据Flow_ID建立业务去往目的节点的正向路径。
BAC_AODV协议是以源节点产生的Flow_ID对业务进行标识, 当中间节点发现路由无效时, 不再进行本地局部修复, 而是直接广播携带Flow_ID的RRER分组给周围邻居节点。收到RRER的邻居, 如果其路由表中有此Flow_ID相关信息栏, 则继续转发RRER分组直到源节点;反之邻居节点则不再转发RRER。源节点收到RRER后, 会重新发起路由建立过程。
3 仿真与分析
本文采用NS-2.35软件, 模拟在无线自组网环境下[7], 使用VBR流承载MPEG-4视频业务, 分析比较了在AODV和BAC_AODV两种路由协议下网络所表现出的性能差异。
仿真参数如下:网络范围1 200 m×1 200 m, 50个无线通信节点随机分布;通信距离250 m, 干扰距离500 m;仿真时间200 s, 每隔2 s随机产生一条VBR业务流, 共20条, 根据文献[8], VBR业务流的分组产生率R值取102 packet/s, 适宜于MPEG-4视频格式的传输;MAC层采用IEEE802.11DCF模式, 发送缓冲队列值最大为50 packet/s, 最大业务数据单元MSDU为1 500 byte。
选取网络延时 (Delay) 、网络吞吐量 (Throughput) 、分组丢弃率 (Dropping rate) 和业务流阻塞率 (Blocking rate) 为网络性能指标。其中延时是指发送端到目的端的时间间隔;吞吐量表示单位时间内目的节点成功收到的数据分组;分组丢弃率表示节点丢弃分组与总数据分组的比值;业务流阻塞率表示被限制进入网络的业务流数。图3和图4是VBR业务流在两种协议下的吞吐量对比和延时对比。
可以看出, 业务流在10条的时候达到饱和, 随着业务流的增多, AODV协议的吞吐量会逐渐下降, 平均延时明显增大;由于BAC_AODV采用Qo S允许接入控制策略, 当节点负载过重时, 会拒绝其他业务流的进入, 从而得到一个比较稳定的吞吐量, 而在延时方面, BAC_AODV的性能也优于AODV协议。
图5是两种协议下业务流的阻塞情况比较。AODV协议没有建立业务Qo S机制, 不具备带宽和拥塞控制管理功能, 即便是网络负载非常严重时, 也不会限制业务流的接入, 因此其阻塞率一直为0;而BAC_AODV协议在业务到达饱和后, 通过带宽估计和接入控制, 会限制后续业务流进入网络。从图中可以看到, 当网络负载为15条VBR时, 阻塞率为16%左右, 为20条时, 阻塞率为35%。本次模拟场景中, BAC_AODV协议始终维持网络中的VBR业务流数量在12~13条, 之所以阻塞后续的业务流, 其目的是为了给正在进行通信的业务流提供有效的带宽, 保障网络的Qo S。
当分组重传次数大于设定的最大次数依然无法成功投递, 或分组数多于发送缓冲队列最大值, 都会导致分组被丢弃。图6显示为AODV和BAC_AODV的分组丢弃率比较。
可以看到, 随着业务流数量的增加, 两种协议下的分组丢失率均有不同程度的上升。当网络中业务达到饱和后, BAC_AODV会控制新的业务流进入网络, 避免出现网络过度拥塞使分组大量被丢弃的情况, 因此分组丢弃率保持较低幅度的增长, 总体上没超过15%;而AODV协议的分组丢失率随着网络负载的加重增加非常明显, 甚至超过50%, 总体性能表现不如BAC_AODV优越。
4 结束语
本文在AODV的基础上, 提出一种基于带宽估算的Qo S路由策略BAC_AODV, 利用hello-message包携带带宽信息广播给周围邻居, 并以此作为业务接入网络的依据。节点在收到RREQ后进行控制判断, 使建立的路径满足业务流的带宽需求。从仿真结果可以看出, 在网络负载加重的情形下, BAC_AODV协议能够更好地控制网络流量, 降缓解网络拥塞, 且网络吞吐量和延时性能均比原AODV协议优越, 提升了网络效率。
摘要：无线自组网中的路由协议AODV没有提供流控和拥塞避免机制, 当网络负载较重时, 多媒体业务或产生较大的延时, 或分组被大量丢弃, 使网络性能下降。在AODV协议的基础上, 提出一种基于带宽接入控制的改进协议BAC-AODV, 对节点和路径的可用带宽进行估算, 修改路由建立机制, 使路径满足业务流对带宽的需求, 保证网络的QoS质量。分析和仿真结果表明, 改进后的协议相比原有AODV, 能更有效地控制业务流量, 提高吞吐量, 降低延时。
关键词：带宽估算,业务流,吞吐量
参考文献
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带宽控制 篇7
根据傅里叶变换原理, 任意一个信号均可以分解为多个正弦波, 其中偶次倍频信号能量为零, 奇次谐波的功率谱能量随着谐波次数的增加而逐渐下降。
如图1所示为一高速信号的功率谱密度示意图。其中纵轴表示信号的功率, 水平轴表示比特率 (1/2为一次谐波位置, 3/2为3次谐波位置等等) 。图中的0, 10, 20, ……100对应的曲线, 表示信号的速率一定, 但是信号的上升时间分别占信号位宽 (Unit Inter val) 的不同比例时 (0%, 10%, 20%, ……100%) 的功率谱密度趋势图。可见信号的边沿越陡上升时间越小, 信号的能量下降得就越慢, 此时就需要使用更高带宽的示波器来测量信号的更高次谐波, 才能够保证信号的真实性, 图中红色虚线即表示信号上升沿很陡时候的功率谱曲线, 而蓝色虚线表示信号上升沿时间约为信号位宽100%时的功率谱曲线。而对于标准的高速串行信号来说, 信号的上升时间一般为信号位宽的30%, 其主要能量集中在5次谐波以内。通常来说选择示波器带宽一般有如下两个经验:一是对于非标准信号, 如时钟信号, 一定要看其上升时间的长短, 根据F=0.35/Tr来估算信号的能量分布范围, 然后选择3～5倍于该值的示波器带宽来测量信号;二是对于标准的串行数据信号, 则选择示波器带宽能够测量到其速率的5次谐波即可。
比如说要测量一个12Gbps的标准串行信号, 需要多高的示波器带宽算是比较理想的呢?12Gbps的信号其1次谐波为6GHz, 3次谐波为18GHz, 5次谐波为30GHz, 而由于信号的能量是围绕谐波频点位置的两侧进行分布的, 因此20GHz带宽的示波器不能够捕获到3次谐波的所有能量, 如图1中垂直红线所示, 25GHz带宽的示波器能够捕获到所有的3次谐波能量, 如图1中垂直黄线所示, 30GHz能够捕获到所有的3次谐波以及5次谐波的一半, 如图1中的垂直绿线所示, 45GHz则能够捕获到完整的7次谐波成分。
30GHz以上高带宽示波器的应用前景
SAS 12Gbps
SAS 12Gbps的标准还没有正式推出, 但是随着高速信号发展的趋势以及存储等领域的需求, 相信会很快推出正式的标准。根据前文分析, 如果要完全捕获到5次谐波的所有成分, 则至少需要36GHz的示波器带宽。
FC 16Gbps
如果需要完全捕获到5次谐波的所有成分, 则至少需要48GHz的示波器带宽。
应用于相干光通信领域的CEI25Gbps及CEI 28Gbps的串行信号
CEI-25规范定义了芯片间28Gbps信号速率的应用以及背板上25Gbps信号速率的应用。鉴于行业的需求, 整个元器件级的基础结构将进一步升级以支持更高的系统容量, OIF组织授权PLL工作组开始25Gbps即CEI-25项目的研究。该项目定义了芯片间28Gbps信号速率的应用以及背板上25Gbps信号速率的应用;此类信号速率将使得在更窄的接口上 (四路) 传输100Gbps带宽的信号, 比如100Gbps以太网;此类接口将允许更小的接口尺寸, 更低的器件引脚数量, 连接器以及光模块数量, 更低的功率浪费, 以及无需时钟的接口。
对于25Gbps的信号, 如果要捕获完整的5次谐波, 则需要75GHz的示波器带宽, 如果要捕获完整的3次谐波的信号, 则需要50GHz带宽的示波器。
在相干光通信信号测量中, 未来还将有速率高达56Gbps的串行信号, 目前正处于实验室级的研发过程中, 如图2所示。
Ka波段 (35GHz-94GHz) 雷达信号的测量
通过高带宽示波器直接检测射频信号, 可以避免因使用检波器等带来的失真和噪声, 而且雷达信号的测试通常还会需要测量多通道之间的相位关系, 因此不仅需要高带宽示波器, 而且还需要多通道示波器。
业内实现高带宽示波器的方法
示波器的核心有三个部分:一是前端模拟放大器, 二是高速采样芯片, 三是采集存储器;这三个部分决定了示波器的三大最重要的指标:带宽, 采样率, 采集存储深度。示波器的最高带宽最主要的决定因素是前端模拟芯片的工艺, 也就是说芯片的工艺决定了示波器带宽的提升。目前高带宽示波器厂家为了获得高带宽示波器, 主要采用两种工艺, 一种是磷化铟 (InP) , 一种是锗化硅 (SiGe) , 前者一直处于实验室级的应用, 没有得到广泛的商业应用, 而后者则有非常广泛的商业应用, 是相当成熟的工艺技术。目前IBM的8HP锗化硅工艺是第四代锗化硅工艺, 速率接近上一代的两倍, 可实现晶体管最高速率为200GHz。当前基于磷化铟工艺技术实现的前端放大器芯片最高带宽为32GHz, 基于8HP锗化硅工艺有两家, 一家可实现36GHz, 另外一家为33GHz。因此当前业内完全基于芯片的示波器最高带宽为36GHz, 这是美国力科公司 (LeCroy) 刚刚发布的芯片组及最新LabMaster 10Zi系列示波器产品。
由于工艺水平的限制, 芯片带宽很难达到非常高, 从而也满足不了当前一些高速信号测试的需要。如前文所述, 36GHz的示波器带宽也只能测量到12Gbps信号的全部5次谐波。而要测量更高速率如28Gbps、56Gbps的信号则无能为力。
因此示波器厂家也发明了一些专利技术以进一步提升示波器的带宽。
一种是基于软件DSP的方法, 通过拉伸示波器的前端频响曲线实现示波器带宽的提升, 此方法在20GHz带宽以下示波器中有使用, 高于20GHz带宽的示波器目前还未见有使用。此方法由于通过软件对信号输入的后期进行处理, 所以在拉伸带宽的同时, 噪声也被放大。而且信号可能会产生明显的失真现象。如图4 (左) 所示为将一个16GHz模拟带宽通过DSP拉伸的方法达到20GHz带宽, 图中红色滚降曲线为初始的16GHz示波器的前端频响曲线, 蓝色滚降曲线为通过DSP算法将原始的16GHz频响曲线拉伸后的结果, 从图中可见, 带宽被拉伸的同时, 示波器的底噪 (Noise Level) 也被明显的增强了, 如图中绿色曲线所示, 此时如果测试10GHz的正弦波, 那么在20GHz位置会有明显的二次倍频及20GHz的频点。也就是说, 如果测试10GHz的正弦波, 则会产生失真, 如图4 (右) 所示, 红色为正确的10GHz正弦波信号, 蓝色的为使用DSP拉伸得到的20GHz带宽示波器测量得到的正弦波。
另外一种方法是通过通道资源复用的方法, 即力科公司的DBI专利技术 (数字带宽交叉复用技术) , 该技术通过硬件射频模拟的方法可实现将芯片级模拟带宽提升至少一倍。力科公司最早在2005年就发明了该项专利技术, 使用在当前的最新产品上的DBI技术已经是第七代成熟的技术。其大致原理如下图5所示, 图中的放大器 (Ampli er) 的模拟带宽为36GHz, 当增加一个DBI射频模块后, 可以将图中的两个放大器的数字带宽复用, 从而使模拟带宽达到60GHz, DBI射频模块的主要作用是将输入的高频信号通过特制的低通滤波器和高通滤波器分成两部分, 一部分为0～36GHz的信号成分, 一部分为高于36GHz的成分, 高于36GHz的信号成分在通过本振混频到0～36GHz频率区间, 这样两部分信号就可以分别送入具有36GHz模拟带宽的通道进行测试, 最终再将处理后的信号合并组合到一起得到一个完整的高速信号。
力科公司的LabMaster 10Zi特点及主要应用领域
基于8HP锗化硅工艺的芯片组的突破以及DBI专利技术, 力科公司最新推出的新款示波器LabMaster 10Zi具有一系列行业领先的技术和指标, 不仅适合于超高速信号如相干光通信应用中的高速信号的测量, 也适合多通道信号的时序、相位差等的测量。主要特点如下:
1、最高硬件模拟带宽可达60GHz;
2、最高采样率可达160GS/s;
3、最高可分析存储深度1024MS;
4、前端芯片组模拟带宽可达36GHz;
5、36GHz或以下芯片级模拟带宽使用时, 采样率可达80GS/s;
6、36GHz或以下芯片级模拟带宽使用时, 最大通道数为20通道;
7、60GHz或者50GHz带宽使用时, 最大通道数为10通道;
8、配置成传统的四通道实时示波器时, 每个通道的芯片级模拟带宽均可达到36GHz, 采样率可达80GS/s;
9、30GHz触发带宽;
10、100fs (RMS) 抖动噪底;
11、最大通道数范围以内, 通道数量可以自由组合配置;
12、集成力科的传统优势:强大的分析与调试能力, 快速的分析处理和响应速度, 全面的异常捕获能力, 完善的串行数据测试解决方案等。
参考文献
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安永:释放带宽的力量 篇8
罗奕智认为, 目前市场条件仍极具挑战性, 但具备实力的仍是大型运营商。在经济不确定的时期, 电信业被视为一个波动平缓的防守型行业, 但近年来电信业已经发生了重大转变。
过去语音市场发生了很多不同的变化, 现在已经变得比较稳定。但不管在固网还是在移动方面, 宽带领域的在位运营商实力仍然很强, 这些电信业的转变并没有对他们没有形成很大的冲击。
罗奕智对2006年至2009年的电信业发展状况进行了分析, 以欧洲运营商为例, 英国电信2006～2009年宽带市场份额由原来的33%增长到35%, 荷兰皇家电信也从41%增长到44%。可以看出, 整个电信业稳中有升。他表示, 从在位运营商和新兴运营商波动情况来看, 在位运营商波动明显比较低, 原因可能是市场环境有问题或者不太稳定时, 通信行业永远都会被看成历史公用事业。
在2006年, 电信运营商关心更多的是如何拥有和掌控一个客户, 而现在的运营商则意识到提供客户更多的选择和自主权是更好的手段。因此, 当前在位运营商重点关心的有两个问题, 一个是客户, 他们认为客户是最重要的, 从客户得到最多的价值是在位运营商战略目标里排名最高的一项。另一个是业务创新, 新业务成为在位运营商的一个手段, 他们希望可以为客户提供更好的产品和服务。移动互联网、移动支付等都已经成为在位运营商挖掘客户价值的重要手段。
对未来电信运营业的格局, 罗奕智表示, “2006年大家都比较关心一些新技术, 到了2009年大家可能关心的是合作、联盟、提高市场份额的做法。我们估计三年之后的2012年会有更多的改变, 这些改变很多都是一些业务模式的创新, 通过改变原来收入来源的方向而实现的。”
罗奕智表示, 在改变过程中, 我们发现整合具有周期性。在欧美不同的国家里, 同一个地区的固移整合是他们实现整合的第一步, 之后他们会有另外一个新的方向, 跨地区, 跨地域, 跨行业整合, 特别是发展中的国家很多都关心并购活动, 这增加了运营商在临近地区的并购活动。运营商对其它领域, 比如IT软件、媒体等领域也寻求一些新的产品领域, 从而促进跨行业的整合。
罗奕智认为, 融合的道路是循序渐进的, 运营商都是基于自己主打的产品, 再往外延伸, 比如, 他们都会把重点放在家庭固话和个人移动电话, 延伸到其他家庭成员的移动电话上, 又或者是移动宽带基础上加入固网宽带的能力, 作为一个补充。
为带宽的井喷做好准备 篇9
不同网络环境对数据通信的需求增长可解读为对带宽的需求。首先，在城域网中，“最初的规划者”对带宽的要求日益增加，这些领域会是第一批实现100G网络通信的。高性能电脑(HPC)应用显示在各行各业内，对100G网络的需求早已存在。而在数据中心中，服务器和存储设备推动了10G以及更高网络的需求。网络以及交换机主干可能在四年内彰显其对40G和100G网络应用需求。
1 无损耗的以太网
一个修正后的以太网协议，被称作数据中心桥接(Data Centre Bridging)，已经被电力学工程师协会IEEE定义，这将会是一个无损耗的以太网，设计成不会丢包和超时的协议。它通过光纤以太网FCo E定义了一个在数据中心中光网络传输的以太网构造。整个ICT系统的维护和管理费用，将因此得以降低，因为网管人员不再需要管理以太网、光纤链路和Infiniband三个完全独立的网络架构。
协议的标准统称为数据中心桥接(Data Centre Bridging)，包括流量优先权控制、拥塞通知、最短路径桥接、链路层路由和加强的传输路径选择。这创造了较低的延时，排除了信息拥塞，同时增加了网络的效率。另一个IEEE工作组已经建立了支持40G和100G网速标准化的HSE协议(高速以太网)，同时，符合这些标准的产品也能够在市场上找到。这些符合新标准的产品包括twinax，支持40G的多模和单模光缆及支持100G的单模光缆。
对40G网络标准来说，采用铜缆双绞线传输的方式还有提升的空间，因为目前twinax的传输距离只有7m。这就是说，设备的热负荷能得到更好的拓展，从而达到更有效的线缆管理。与光缆相比，采用铜缆的优势主要表现在节约电缆敷设和设备使用上。双绞线同时能实现与老旧设备的“自动接口”，对于老旧系统，铜缆可以满足各代以太网速率的需求。
2 10GBase-T的问题
10GBase-T的发展道路并不是很顺利。最初，人们的设想是用6类非屏蔽线缆来支撑10G网络。这个想法太过有挑战性，因此，新的增强型6类线缆标准被定义。而线缆对相邻线缆产生的外部串扰所造成的影响过于敏感，导致了第一代的10GBase-T设备耗能极大，延时也很大，使得设备费用极高。直到现在，随着第三代设备的推出，这个问题看来已经得到了解决并且在发展上有所突破。
3 高速的双绞线
从这个经验中我们了解到，通过使用屏蔽线来节约能耗，降低延时及电子设备费用的呼声在不断增加。在佩恩州大学的独立研究表明，标准化的超7类铜缆布线因为其信号损耗极低，且在大部分频段内对环境噪音的免疫，因此能支持40G网络。由于90%服务器之间的连接距离都在50m之内，需要一个协议能够桥接这些距离。增强型6类被设计成支持10G传输的最大距离为100m，但是对于长度在40～50m之内的连接，可以通过其他的线缆来节省交换设备中的电子元器件费用。
4 范例替换
在结构化布线的历史上，我们第一次意识到升级更高性能的网络需要一种完全不同的线缆介质，40G以太网或100G以太网的连接需要8芯多模光缆的支持，每芯光缆传输10G甚至是25G的信号。这同样意味着，一种新型的连接器类型MPO被开发出来。
对于双绞线的连接，RJ45标准接口极有可能会被标准化的GG45接口所取代。GG45模块完全兼容RJ45模块在老旧设备上的使用，并且能支持带宽达到40G或者更高的网络。
各公司组织将会在他们的提案中提出一种新型的最优化的网络基础布线方案，从而在升级网络带宽时无需再更换所有的服务器或者其他设备。
改进数据中心的基础架构，以满足日益增加的更高的需求，是一个巨大的挑战。大部分公司要求数据中心实行不间断运行，对于重新布线和增补而言，施工时间短。一个布线系统的寿命大概在10～15年，也就是说，数据中心管理者需要确保基础架构适应未来科技发展的要求，并且能支持今后的网络带宽融合战略。最需要考量的是支持40G和100G的电缆是不同的，必须先考虑今后系统的更新策略。