F5 公司的 BIG-IP 系統可縮短應用交付時間并優化帶寬
　　網絡管理員不應使用一種通用的方法來控制網絡流量，而應以一種更加面向應用的方式來傳輸和分配網絡數據。以 BitTorrent 流量為例，F5 建議：
　　步驟 1——通過數據包檢查來識別 BitTorrent 流量
　　步驟 2——通過設定規則來隔離 BitTorrent 流量
　　步驟 3——分配僅應用于 BitTorrent 流量的帶寬調整策略
　 　借助 BIG-IP 本地流量管理系統中的 BIG-IP iRules 和帶寬調整功能，您可對任何類型流量的帶寬利用率進行控制。圖 1 顯示了帶寬調整如何控制 BitTorrent 流量的帶寬使用率。

圖 1：控制 BitTorrent 流量

　　以下章節將描述每一步流程，提供一個 iRule 樣本用以識別 BitTorrent 應用簽名，并就虛擬控制任意類型的流量時您可選擇的方式進行了說明。

BitTorrent 流量檢測
　　根據 AT&T 實驗室最近出版的一份資料 1，檢查在客戶端之間傳輸的數據包對于 BitTorrent 流量檢測是一種十分有效的措施。BitTorrent 客戶端之間通信的第一步是信息交換，然后是持續傳輸且帶有長度前綴的交換信息流。BitTorrent 交換信息的標頭采用如下格式：
<一個字符（1 個字節）><一個字符串（19 個字節）>
　　第一個字節為固定字符，值為 '19'，字符串的值為 'BitTorrent protocol'（BitTorrent 協議）。基于這一通用標頭，您就能使用如下簽名來識別 BitTorrent 流量：
☆ TCP 有效負載中的第一個字節為字符 19 (0x13)。
☆ 接下來的 19 個字節與字符串 'BitTorrent protocol' 匹配。

利用 BIG-IP iRules 檢測 BitTorrent 流量
　　BIG-IP iRules 是一個功能強大但簡單易用的工具，您可以用它來識別并隔離您希望引導和過濾的應用流量，或繼續接受該流量。借助 BIG-IP iRules，您能基于業務需要定制應用交換、優化流量的處理——基于應用的類型、種類以及優先級，隨時隨地發送以獲得最快速的響應。
　 　在以下示例中，我們采用 iRule 來截取并查明何時 TCP 連接初始化 BitTorrent 通信，同時，iRule 還能在不影響其它類型流量的同時，僅對該流量進行管理。
　　一旦接受 TCP 客戶端，BIG-IP 就會檢查 TCP 連接第一個數據包中的有效負載，并查找與 BitTorrent 協議簽名匹配的內容。借助 BIG-IP 的帶寬調整特性，您能夠分配與您定義的策略相一致的速率等級，從而利用 BitTorrent 協議簽名來控制流量。本例中，如果 TCP 有效負載為 BitTorrent 有效負載類型，那么，就會為其分配“p2p_bt”帶寬類型。
　　 您也可以將 BitTorrent 流量用于特定流程，將其與網絡中的所有其它流量隔離，這些措施包括：通過一個單獨的廣域網鏈路路由所有 BitTorrent 流量，限定專用于 BitTorrent 流量的帶寬，或結合使用幾種本文所描述的帶寬控制技術。
　　 借助 BIG-IP 的會話持續特性，一旦連接建立，您就能指定所有后續的數據包均采用同一個客戶端會話——“p2p_bt”。BIG-IP 能夠最大限度地提升數據包檢查時較低的切換效率，因為除需檢查第一個有效負載數據包前幾個字節以外，無須再對會話中的每一個數據包進行檢查。

帶寬控制
寬帶運營商通常采用幾種主要的帶寬控制功能來管理用戶流量，包括：
☆ 對等 (P2P) 應用到個人用戶 (IP) 的帶寬限定。
☆ P2P 應用到所選用戶群的帶寬限定
☆ 特定應用（BitTorrent、WWW 以及 FTP 等等）到個人用戶 (IP) 的帶寬限定
☆ 特定應用到選定用戶群的帶寬限定
☆ 根據應用類型退出流量的帶寬限定

借助帶寬調整特性，BIG-IP 可為您提供以下功能：
☆ 限制帶寬
☆ 控制帶寬突發
☆ 通過引導限制帶寬

　　BIG-IP 根據速率等級控制帶寬，以便您控制單一速率等級中的流量，從而遵守任意一條或所有帶寬調整規則，而不依賴于指定的任意其它速率等級規則。將帶寬控制功能與 iRule 完美結合可對特定類型的流量進行識別和分隔，您能夠通過以下方式控制流量：
☆ 基本吞吐率
☆ 當突發或借用時，對允許的流量速率進行絕對限制
☆ 在需要借用帶寬前，允許流量突發（超過基本速率）的最大字節量
☆ 引導流量（任意、客戶端、服務器）至適用的流量等級
☆ 該等級可借用帶寬的流量等級
☆ 流量等級排隊和離隊流量所采用的方法
　　 此外，您還可以通過一個或一組虛擬服務器和/或服務器池，為流量的每一速率等級定義策略。
　　以示例表明基本速率等級的接口和屬性。

圖 2：基本速率等級的屬性

限制過多非關鍵流量
　　 典型的服務器提供商環境簡化了 P2P 會話包括復雜的連接網絡。這些連接從一位最終用戶訪問網絡開始，通過核心主干網到達其它訪問網絡，直至到達遠端的目標最終用戶。
　　 這些 P2P 連接的關鍵連接點（與 BitTorrent 所采用的一致）是城域網 (MAN) 路由器與連接至服務提供商主干網的路由器之間的連接點。以流量管理的角度來看，這些連接點是具有重要影響的流量管理點，數千用戶穿越該連接點訪問服務提供商主干網，從而完成 P2P 文件的傳輸。該連接點上的 F5 流量控制使網絡運營商能夠利用一臺位于該連接點上的網絡設備對數千用戶進行管理。
　　 本文中的用戶采用 BIG-IP 的直線部署，在 MAN 路由器和主干網路由器之間搭建一座橋梁，從而成功管理 BitTorrent 流量。

圖 3： 網絡拓撲結構

測量性能改進

基準
　　實施流量策略首先需測量和記錄您“未調整”網絡的基準性能。您能夠采用任意一款監控解決方案（MRTG、Cacti 以及 Cricket）來測量網絡的性能。

寬帶消耗基準
　　創建管理特定類型流量的策略前，需測量通過 BIG-IP 轉變為基準性能的流量負載。您可配置簡單的監控解決方案來繪制系統輸入/輸入流量變化的曲線圖。圖 4 為數據流量圖舉例，該圖表根據典型的流量性能監控系統收集的數據繪制而成。

圖 4：通用帶寬的輸入/數出峰值

　　請注意，從 8:00 至 24:00 通過網絡連接的流量非常高，在這段時間內，流量通常超過每秒 60MB。

特定應用的帶寬消耗
　　通過網絡的基準流量還與流量吞吐量及應用的關系密切相關。采用監控軟件，能夠對典型的互聯網應用進行分析，從而確定何種類型的應用在其速率等級上具有更出色的優勢。圖 5 顯示出 FTP 及 WWW 的流量消耗，據此您能夠確定出這些類型的應用利用的帶寬是否成比例。

圖 5：WWW 及 FTP 的帶寬比例

　　在很多情況下，您可能希望優先運行某些類型的應用，或降低某些類型應用的優先級。例如，您可能希望將 WWW 和 FTP 流量作為優先級較低的流量。但是，采用這種流量策略前請先觀察 WWW 和 FTP 的流量，以便了解更改這類應用的流量優先級所產生的影響。

帶寬控制實施
　　基準測試后，您可以結合適用 F5 BIG-IP iRules 及 BIG-IP 的帶寬調整特性來提高應用性能。以下部分將描述您能夠創建限制帶寬策略的應用：
☆ P2P 流量
☆ WWW 應用
☆ 多種類型的應用

帶寬限制 P2P 流量
　　通用的流量管理規則限制特定應用的帶寬，這些應用在未經控制時優先級下降或占用過多的帶寬。對于服務提供商而言，一個或更多網段和/或用戶的 P2P 應用帶寬限制是管理這種類型流量的有效方式。
　　 采用 F5 解決方案后，您能夠僅限制 P2P 流量的帶寬，并選擇該流量策略適用的用戶，他們采用以下解決方案：
☆ BIG-IP iRules 在特定 IP 網絡中分析 P2P 流量并分配特定的用戶運行 P2P 應用至一個特有的速率等級
☆ BIG-IP 帶寬調整定義了限制該速率等級 IP 網段 P2P 應用帶寬的策略
如果您僅想在使用高峰時段限制 P2P 流量在一個有限的帶寬內，該如何操作呢？如果配置一個速率等級，那么您將能夠在用戶監控系統中觀察到流量的變化情況，如圖 6 所示。

圖 6：對部分所選用戶的 P2P帶寬限制

　　在圖 6 中可以看到，僅在 17:46:12 至 18:23:01 時段內用戶的 P2P 下載速率限制在每用戶 1K/s 以下。在這段時間內，在受到控制的網段內，所有用戶的整體下載流量限制在 1M /s 以內。

WWW 應用的帶寬限制
　　采用 F5 的解決方案，您能夠僅對 WWW 應用進行帶寬限制。為了分析這種類型流量策略的效果，需要執行以下操作：
☆ 寫入 iRule 以識別 WWW 應用并將 HTTP 流量分配至一個單獨的速率等級。
☆ 采用 BIG-IP 帶寬調整，創建一個速率等級，用來限制的用戶 HTTP 流量的應用帶寬。
☆ 在用戶監控系統中觀察流量的變化情況。
在圖 7 中，用戶的 HTTP 流量保持在預定義的范圍內（19:22 至 19:46）。

圖 7：HTTP 流量限制

　　當 HTTP 受到限制時，網頁打開更慢，HTTP 應用性能下降。一旦采用帶寬限制，則用戶的 HTTP 流量將會在 19:46 左右限制取消時上升至 40MB/s。HTTP 流量限制在 18M/s內，同時流量策略在測試階段有效地阻止了用戶非 HTTP 應用性能的下降。

多種應用的帶寬限制
　　利用 BIG-IP iRules 及 BIG-IP 帶寬調整，您能夠定制不同類型應用的流量吞吐量。為了實現這種功能，寫入 iRule 以識別每種類型的應用，為您向控制的每種應用創建速率等級，然后利用 iRule 將每種速率等級分配至相應類型的流量。
下表列出了不同的策略，突出了 BIG-IP 速率等級的靈活性，使您能夠采用無限的策略來管理流量并優化網絡資源。

圖 8 描述了四種管理相應類型流量的策略所實現的效果。

圖 8：測試案例中帶寬限制策略的效果

用戶實施
　　面臨寬帶挑戰的用戶對 BIG-IP 進行配置，用來限制 MAN 與主干網之間應用的帶寬。他們采用單獨的速率等級來管理流量，限制：
☆ 速率為 4MB/s 的 P2P 流量
☆ 速率為 20MB/s 的所有其它 HTTP 流量
☆ 速率為 1MB/s 的 eMule 用戶（eMule 流量的檢測方式與 BitTorrent 流量相同，但每一個有效負載數據包的第一個字符為 0xE3）（資料來源：AT&T 實驗室 – 研究）
☆ 所有其它 P2P 流量至 1 MB/s
圖 9 顯示了對四種不同類型流量實施 BIG-IP 策略前后的流量吞吐量變化。

圖 9：流量管理器策略實施的效果

結論
　　 F5 使服務提供商能夠靈活管理其它未受控制的用戶應用的影響。以下主要性能可支持服務提供商重新實現網絡控制：
☆ BIG-IP iRules － 識別特定類型的應用，以便進行精確控制。iRules 支持 BIG-IP 閱讀數據包內容、在數據包內識別流量簽名，并將具有該應用簽名的所有流量分配至一個特有的速率等級。借助 iRules，您可以識別流量的類型，并分配速率等級，從而在任意流量中都可對這種類型的流量加以控制。
☆ 帶寬調整 － BIG-IP 帶寬調整為您提供強大的功能和靈活性，從而以多種不同方式對特定類型的流量進行管理。因為帶寬調整構建與 F5 TMOS 全應用代理架構之上，因此，您能夠在任意方向（出口和進口）上控制吞吐量。借助帶寬調整，您可以為每種速率等級創建不同的流量策略，以便對不同種類流量的帶寬利用情況進行控制并劃分優先級。
　　 盡管本文旨在闡述寬帶問題，但還需提及帶寬調整的出色性能，它包括：
☆ 流量限制、劃分優先級和借用
☆ 為高優先級應用和流量維護足夠的帶寬
☆ 定義流量和應用的限值
☆ 控制這些資源的允許波動范圍
☆ 完全支持帶寬借用
☆ 流量排隊（隨機公平的排隊、FIFO ToS 優先級排隊）對流量類型劃分優先級
☆ L2 － L7 精細流量分類

關于 F5 Networks 公司
　　F5 Networks 是應用交付網絡領域的全球領先企業。F5 解決方案為每個人提供了安全、快捷和可用的應用，幫助企業獲得最大投資回報。F5 通過提高網絡的智能化程度和管理能力來卸載應用，從而優化應用，使其達到更快的運行速度，消耗更少的資源。F5 可擴展架構可在一個統一平臺上進行應用優化，實現應用和網絡的保護，并保證應用的可靠性。目前，全球已有 9,000 多家企業和服務提供商采用 F5 解決方案來支持其應用運行。F5 Networks 總部位于華盛頓州西雅圖市，在全球各地均設有辦事處。

1 采用應用簽名實現精確、可擴展的 P2P 流量網絡識別 - AT&T 實驗室 – 研究