基于网络缓存加速系统的运营支持解决方案使用报告毕业设计论文wird格式.docx
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基于网络缓存加速系统的运营支持解决方案使用报告毕业设计论文wird格式
基于网络缓存加速系统的运营支持解决方案使用报告
成都XX宽带网络服务有限公司
2009年9月
目 录
1前言1
2网络情况1
2.1网络现状1
2.2网络结构1
3实施安排2
4网视通缓存加速系统2
4.1网视通系统硬件性能指标2
4.2网视通系统部署2
4.2.1自动缓存平台与智能管理平台部署3
4.3IP地址分配5
5网视通系统工作情况6
5.1用户使用P2P下载体验7
5.1.1下载响应时间7
5.1.2下载平均速度7
5.1.3下载最高速度7
5.1.4无缓存资源情况下的效果对比8
5.1.5结论8
5.2客户端支持8
5.2.1迅雷9
5.2.2快车2.09
5.2.3比特彗星1.0410
5.2.4比特精灵v3.3.2.25210
5.2.5结论11
5.3WEB视频效果分析11
5.3.1土豆网11
5.3.2优酷网12
5.3.3无缓存资源情况下的效果对比12
5.3.4结论13
5.4用户使用P2P下载体验13
5.4.1HTTP下载效果13
5.4.2无缓存资源情况下的效果对比14
5.4.3结论14
5.5网视通内网流量分析15
5.5.1自动缓存平台的流量情况15
表10 自动缓存平台流量差统计表16
5.5.2结论16
6我看、我搜及推送页的使用17
6.1我看17
6.1.1使用效果17
6.1.2结果小结19
6.2我搜20
6.2.1使用效果20
6.2.2结果小结22
7VOD类应用情况22
8镜像类应用情况22
9方案使用总结23
10使用前后效果对比23
10.1网络应用上的前后效果对比23
10.2市场运营上的前后效果对比25
10.3使用前后效果对比总结27
1前言
目前，以P2P以及HTTP为主的视频应用作为互联网主流应用，被越来越多的用户接受、使用。
但是大规模的P2P应用以及HTTP下载应用对成都xx网络的影响是巨大的：
吞噬出口带宽，挤占其他应用，致使服务质量下降。
为解决这一问题，我公司采用了成都盛世博通网络科技有限公司的提供的基于网络缓存加速系统的运营支持解决方案。
2网络情况
2.1网络现状
成都xx现有宽带在网用户5.5万左右，城域网的流量都汇聚在世贸中心6509上，再经2台SE800认证设备到各个出口。
2.2网络结构
网络拓朴结构如图1所示：
图1 成都xx网络拓朴结构图
3实施安排
基于网络缓存加速系统的运营支持解决方案，在内网做了多项建设。
缓存加速类：
网视通缓存系统。
VOD类应用：
激动网、广电宽频。
镜像类：
迅雷、PPS。
4网视通缓存加速系统
4.1网视通系统硬件性能指标
网视通性能指标见表1：
表1 设备性能指标（单台）
设备名称
性能指标
分析定向平台
监控端口：
单台支持达6个GE口
自动缓存平台
吞吐量：
大于500M
缓存存储能力：
3-5T
并发内容服务：
1000～1500
智能管理平台
网络接口：
100M/1000M
管理接口：
网页式
4.2网视通系统部署
成都xx城域网的流量都汇聚在世贸中心6509上，经2台SE800认证设备到各个出口，本次实施考虑将2台认证设备的入口（均为GE端口）做分光，对流经SE800的P2P下载流量以及HTTP下载流量进行优化管理。
网视通所用设备数量及用途见表2：
表2 实施系统部署设备列表
设备名称
数量
用途
分析定向平台
2台
P2P下载流量拦截和请求重定向。
自动缓存平台
12台
负责缓存P2P下载资源，HTTP下载资源，和FLV视频资源，并向用户提供下载加速服务。
智能管理平台
1台
管理和协调分析定向平台、自动缓存平台等设备。
系统部署拓扑结构如图2所示：
图2 网视通实施部署拓扑结构图
4.2.1自动缓存平台与智能管理平台部署
1.自动缓存平台由10台服务器组成，包括PACS1~6，WACS1~2，HACS1~4。
根据成都xx需加强对优酷网的缓存的要求，故使用2台机器专门做优酷的WEB视频，命名为WACS。
其设备配置及端口见下表5：
设备名称
配置
端口
PACS1
IntelxeonE5405×2；IntelS5000PSL；硬盘：
160G+750G×3+1T×2内存创见FDB2G×4
GE（电）
PACS2
IntelxeonE5405×2；IntelS5000PSL；硬盘：
160G+750G×3+1T×2内存创见FDB2G×4
GE（电）
PACS3
IntelxeonE5405×2；IntelS5000PSL；硬盘：
160G+750G×3+1T×2内存创见FDB2G×4
GE（电）
PACS4
IntelxeonE5405×2；IntelS5000PSL；硬盘：
160G+750G×3+1T×2内存创见FDB2G×4
GE（电）
PACS5
IntelxeonE5405×2；IntelS5000PSL；硬盘：
160G+750G×3+1T×2内存创见FDB2G×4
GE（电）
PACS6
IntelxeonE5405×2；IntelS5000PSL；硬盘：
160G+750G×3+1T×2内存创见FDB2G×4
GE（电）
WACS1
IntelxeonE5405×1；内存8G，硬盘80G+750G×3+1T×2
GE（电）
WACS2
IntelxeonE5405×1；内存4G，硬盘80G+750G×3+1T×2
GE（电）
HACS1
Intel（R）xeonE5405×1；内存4G；硬盘160g+1T
GE（电）
HACS2
IntelxeonE5405×2；IntelS5000PSL；硬盘：
160G+1T内存创见FDB2G×4
GE（电
HACS3
IntelxeonE5405×2；IntelS5000PSL；硬盘：
160G+1T×5内存创见FDB2G×4
GE（电
HACS4
IntelxeonE5405×2；IntelS5000PSL；硬盘：
160G+1T×5内存创见FDB2G×4
GE（电）
2.智能管理平台由1台服务器组成，其设备配置及端口见下表6：
设备名称
用途
端口
ICS
Intel（R）Core（TM）2DuoCPUE4500，2.20GHz；内存2G，硬盘160G
GE（电）
3.两类共11台设备均配备千兆接口。
4.3IP地址分配
网视通系统设备IP地址分配如表7所示：
表7 IP地址分配表
设备名称
IP地址
子网掩码
网关
分析定向平台1eth0
211.162.130.49
255.255.255.240
211.162.130.51
分析定向平台1eth1
211.162.130.66
255.255.255.248
211.162.130.65
分析定向平台2eth1
211.162.130.67
255.255.255.248
211.162.130.65
智能管理平台
211.162.191.190
255.255.255.0
211.162.191.254
PACS1
202.115.1.81/211.162.190.231
255.255.255.0
202.115.1.254
PACS2
202.115.1.83/211.162.190.232
255.255.255.0
202.115.1.254
PACS3
202.115.1.87/211.162.190.233
255.255.255.0
202.115.1.254
PACS4
202.115.1.88/211.162.190.234
255.255.255.0
202.115.1.254
PACS5
202.115.1.89/211.162.190.235
255.255.255.0
202.115.1.254
PACS6
202.115.1.90/211.162.190.236
255.255.255.0
202.115.1.254
WACS1
211.162.183.179
255.255.255.248
211.162.183.182
WACS2
211.162.183.180
255.255.255.248
211.162.183.182
HACS1
202.115.1.82
255.255.255.0
202.115.1.254
HACS2
202.115.1.92
255.255.255.0
202.115.1.254
HACS3
211.162.190.237
255.255.255.128
202.115.1.254
HACS4
211.162.190.238
255.255.255.128
202.115.1.254
网视通系统监控的用户IP地址段如表8所示：
表8 监控的用户IP地址段（去除网视通各设备的IP地址）
序号
地址段
序号
地址段
1
211.162.216.0/21
5
220.115.96.0/20
2
211.162.128.0/18
6
124.14.128.0/20
3
220.112.128.0/18
7
124.14.144.0/21
4
220.115.64.0/19
8
5网视通系统工作情况
根据系统功能，逐条进行检验分析。
5.1用户使用P2P下载体验
使用比特彗星1.04版客户端进行模拟用户下载测试。
测试方法为点击种子发布网站的种子，并查看下载状况。
评估数值包括下载响应时间，下载平均速度和下载最高速度。
测试带宽为100M。
5.1.1下载响应时间
点击种子开始下载后，经过5-10秒时间，速度达到400KB/S左右。
开始下载1分钟后，速度达到800KB/S，并稳定在700KB/S左右。
如图3、图4所示：
图3红色框中为PACS服务器
5.1.2下载平均速度
图4下载平均速度
下载资源大小256MB，下载平均速度为541KB/S，总下载时间为0时15分10秒。
5.1.3下载最高速度
如图5所示，下载最高速度达到971KB/S。
图5红色框中为PACS服务器
5.1.4无缓存资源情况下的效果对比
如图6所示，同样的网络环境下，没有缓存资源情况下，用户的下载速度仅能达到59KB/S。
图6没有缓存资源情况下的BT下载速度
5.1.5结论
网视通系统上线后，用户P2P下载效果得到大幅提升。
未使用网视通系统前，用户下载速度为50KB/S左右，使用网视通系统后，用户下载速度基本达到其带宽策略的极限。
5.2客户端支持
使用多种主流客户端下载资源，测试系统的支持程度。
测试客户端包括：
迅雷
快车2.0
比特彗星1.04
比特精灵v3.3.2.252
5.2.1迅雷
下载截图：
图7
如图所示：
使用迅雷可正常进行下载，下载速度达到5.12MB/S。
平均速度为下图所示：
图8下载概况
5.2.2快车2.0
下载效果截图：
图9
如图11所示：
可以进行下载，下载速度达到1.5MB/S
5.2.3比特彗星1.04
下载效果截图：
图10
如图12所示：
可以进行下载，下载速度达到6.9MB/S。
5.2.4比特精灵v3.3.2.252
下载效果截图：
图11
如图13所示：
可以进行下载，下载速度达到5.06MB/S
5.2.5结论
网视通支持所有主流客户端进行P2P下载，且下载速度良好。
5.3WEB视频效果分析
目前，网视通支持大多数热门网站的WEB视频缓存加速。
同时可根据运营商的特殊需求针对性的对某些其需求的WEB视频网站做缓存。
5.3.1土豆网
图12
如图12所示：
12分钟的视频，14秒完成缓存（白色框部分）。
得到网视通加速（红色框部分）。
5.3.2优酷网
图13
如图13所示：
6分53秒的视频，5秒钟完成缓存（粉色框中部分）。
得到网视通加速（红色框中部分）。
5.3.3无缓存资源情况下的效果对比
图14没有缓存资源情况下的WEB视频观看情况
如图14所示，同样的网络环境下，没有缓存资源情况下，用户耗时20秒，仅接收了不到5分钟的视频内容。
根据视频服务器到本地的链路状况，个别视频甚至出现卡、顿等现象，严重影响了用户的观看体验，更加无法满足拖动观看等需求。
5.3.4结论
使用结果表明，在土豆网和优酷网等WEB视频网站上看视频可以实现流畅播放，缓冲时间远远小于视频长度的1/10。
5.4用户使用P2P下载体验
目前，网视通支持多种文件类型的HTTP下载的缓存加速。
包括：
exe、zip、rar、iso、rmvb、avi、mp3、wma、flv、wmv、txt、xls、3gp、ape、bat、chm、dat、doc、docx、flc、mdf、mid、mkv、mov、mp4、mpe、mpeg、mpg、pdf、pmp、ppt、ra、ram、rm、rtf、smi、swf、tp、ts、wav、wps等等
5.4.1HTTP下载效果
图15
如图15所示，在天空软件站上下载腾讯QQ2008贺岁版飘云版V4.7，选择河北邯郸联通下载点，下载速度达到862KB/S。
5.4.2无缓存资源情况下的效果对比
图16
如图16所示，在天空软件站上下载PixarraTwistedBrush15.57，同样选择河北邯郸联通下载点，下载速度仅为7.91KB/S。
5.4.3结论
网视通系统上线后，用户HTTP下载效果得到大幅提升。
未使用网视通系统前，用户下载速度为8KB/S左右，使用网视通系统后，用户下载速度基本达到其带宽策略的极限.
5.5网视通内网流量分析
5.5.1自动缓存平台的流量情况
图17 PACS流量数据
图18 HACS流量数据
图19 WACS流量数据
自动缓存平台流量统计见表10。
表9 自动缓存平台流量统计表
自动缓存平台
平均提供流量
最高提供流量
平均下载流量
最高下载流量
PACS
359.49
920.69
31.38
77.40
HACS
293.84
654.13
76.02
596.58
WACS
119.83
277.36
29.13
106.46
系统总流量
773.16
1852.18
136.53
780.44
*注：
表中数据为2009年8月31日—2009年9月7日采集周平均值。
单位Mb/s。
表10 自动缓存平台流量差统计表
自动缓存平台
平均提供流量
平均下载流量
平均出进流量比
平均出进流量差
PACS
359.49
31.38
11.5：
1
328.11
HACS
293.84
76.02
3.85：
1
217.82
WACS
119.83
29.13
4.10：
1
90.70
系统总流量
773.16
136.53
5.68：
1
636.63
*注：
表中数据为2009年8月31日—2009年9月7日采集周平均值。
单位Mb/s。
5.5.2结论
1.目前，由于系统充分调度用户之间互相加速，所以成都xx配备的6台
P2P资源缓存设备峰值可提供920M内网流量。
根据P2P下载原则，用户下载时，部分流量由用户间互相提供。
如全部由缓存设备提供流量，目前的6台服务器还可贡献更多内网流量。
2.我公司配备的FLV资源缓存设备只针对热门下载资源进行缓存加速，2
台设备目前提供277M左右的内网流量。
3.我公司配备的HTTP资源缓存设备只针对热门下载资源进行缓存加速，
可提供650M以上的内网流量。
如果系统针对某些HTTP类应用资源进行专门缓存（如MP3、HTTP影视资源等），系统还可贡献更多的内网流量。
6我看、我搜及推送页的使用
6.1我看
6.1.1使用效果
“我看”的使用大大满足了没有明确下载目标的用户的需求。
在“我看”上，用户可以通过多种方式寻找自己想看的资源。
下面以搜索热门影片“画皮”为例，介绍“我看”的使用效果。
1.进入我看，搜索“画皮”
2.“画皮”搜索结果
3.进入新片“画皮”资源介绍页面
4.点击“搜索本片下载资源”，进入速度搜索页面
5.用户可根据习惯选择资源，并点击下载。
下载效果如下图：
6.1.2结果小结
“我看”中囊括了超过6万部的国内外影视资源，可满足绝大部分用户的影视需求。
“我看”中所有最新最热的影视资源均可通过“我搜”获得下载，并保证下载速度及下载完成度。
无法通过“我搜”下载的资源，可以通过“我看”提供的求片功能提出申请，系统将为用户提供该影片的下载。
“我看”的使用大大提升了用户的下载集中度，将用户超过50%的P2P请求从源头引导至网内，直接产生内网流量。
6.2我搜
6.2.1使用效果
“我搜”作为面向互联网的速度搜索引擎，可为用户搜索互联网中所有指定影片的种子资源，并按下载速度快慢为用户返回搜索结果。
“我搜”的使用满足了有明确目标的用户的下载需求。
“我搜”为用户提供的下载资源可保证下载速度，并保证下载完成度。
下面以热门影片“即日启程”为例，介绍“我搜”使用效果。
1.进入“我搜”，搜索“即日启程”
2.“即日启程”搜索结果页
3.点击下载，观看下载效果
6.2.2结果小结
“我搜”支持所有BT资源搜索
用户使用“我搜”搜索出的种子进行下载时，由网视通在内网提供流量，不产生网间穿透流量。
“我搜”可将有特定下载目标用户的需求限制在网内，内网满足用户需求。
7VOD类应用情况
VOD系统建设内容有：
激动网、广电宽频。
通过VOD系统的建设，在网内提供了电影、中医、体育类电视节目同步播出、直播报道等，解决了网内用户VOD使用需求。
目前VOD系统供出流量情况：
峰值600M。
8镜像类应用情况
镜像类应用建设内容有：
PPS、迅雷
通过镜像类系统的建设，在网内提供了PPS观看、迅雷看看、迅雷下载等，解决了网内用户对PPS、迅雷看看、迅雷下载使用的需求。
目前镜像类应用供出流量情况：
峰值1.2G。
9方案使用总结
从采集的数据和分析结果来看，可以得出以下结论：
1.网视通系统的旁路控制特性，以及其他的VOD系统、镜像系统的特性均使得方案在部署和实施的过程中完全不影响网络的正常运营，没有网络故障的风险；
2.所有应用系统上线后，没有改变用户的上网习惯，所有主流下载客户端均支持；
3.成都xx上线的网视通系统各项功能均达到了预期目标。
大幅度地提高了xx用户的P2P下载体验，下载速度达到带宽策略极限，10M端口下达到900KB/S，100M端口下超过9MB/S，WEB视频缓存时间小于视频长度的1/10；
4.完成了视频下载流量优化策略，下载流量主要从内网资源建设获取，节约出来的流量，给宽带用户的其他应用提供了空间。
5.用户引导机制极大地方便了用户使用，提高了集中度和命中率。
6.采用推送页的宣传推广方式，该模式下用户使用更加方便，用户体验明显提升，并且没有发生用户投诉的现象。
10使用前后效果对比
10.1网络应用上的前后效果对比
成都xx在采用了该套方案之后，极大的丰富了内网资源。
网内流量结构发生了变化，如图20所示。
图20
通过这些内网资源的建设，成都xx出口网络应用的结构也发生了变化。
如图21所示。
图21
由图21可见，其P2P流量在出口的应用，由之前30%以上，已经下降为16.6%。
其HTTP应用如图22所示：
图22
由图22可见，其HTTP流量的构成中，由WEB视频产生的下载流量由之前的30%-40%，已经下降到小于20%。
如此的网络出口应用结构非但没有降低用户的P2P下载体验、HTTP下载体验以及WEB视频的观看体验，反而不仅增加了上述三项体验，还将节约出来的出口用于用户游戏、观看网页等，全面提升了用户体验，为运营商的市场运营提供了良好的支持。
不仅如此，在以该方案构建的网络结构下，成都xx将做到每G出口流量支持的在网用户2.3万人，并发用户1.46万人。
极大的降低了用户带宽成本。
10.2市场运营上的前后效果对比
配合网视通缓存系统、VOD系统、镜像系统等建设，市场运营上开展了“双核网络”的新业务，共推出三款套餐。
套餐A:
内网通道带宽2M
出口通道带宽1M
一次缴费金额
使用时间（月）
400
6
600
12
960
24
1260
36
套餐B:
内网通道带宽4M
出口通道带宽1.5M
一次缴费金额
使用时间（月）
540
6
1000
14
1500
30
套餐C：
内网通道带宽8M
出口通道带宽2M
一次缴费金额
使用时间（月）
400
3
640
6
1100
12
1800
24
经过春节期间的大力宣传，2月份的新增用户数与1月份的对比如下：
一月
出口1M
出口1.5M
出口2M
总户数
新增用户数
339
856
143
1338
二月
内网2M
出口1M
内网4M
出口1.5M
内网8M
出口2M
总户数
新增用户数
1078
1214
232
2524
同比增长率
217.9%
41.8%
62.2%
88.6%
新增用户数大幅提高了88.6%，特别是在2月份的新增用户中，申请内网高带宽业务（4M和8M）的用户占新增用户的57.3%，说明在内网应用基本满足用户需求的情况下，多数用户是愿意接受高带宽业务的。
成都xx2月份的收入比1月份增加了60%。
10.3使用前后效果对比总结
采用了基于网络缓存加速系统的运营支持解决方案之后，出口的网络应用结构以及网内的网络流量结构得到了优化，用户体验较之前得到了提高。
配合网视通缓存系统、VOD系统、镜像系统等的应用，成都xx推出的新资费套餐得到了市场认可，取得了收入上的提升。
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