## 以太网协议介绍(22)

Datacome基础笔记（HCIA）<05>[网络(以太网、Vlan)]

### 一、带宽核心知识体系  
##### 1. 基础概念解析  
| 术语 | 定义 | 数学表达 | 示例 |  
|-------|------|----------|------|  
| **带宽** | 单位时间数据传输能力 | - | 100Mbps=12.5MB/s |  
| **流量** | 实际传输数据总量 | $流量=带宽×时间$ | 100Mbps×1h=45GB |  
| **95峰值** | 剔除5%高峰后的计费值 | $\text{Sort}(Points)_{[n×95\%]}$ | 第433采样点 |  
| **容错窗口** | 豁免突发流量时长 | $432点×5\text{ min}=36\text{小时}$ | 电商大促豁免期 |  

**单位换算矩阵**：  
$$
\begin{array}{c|c}
\text{换算关系} & \text{应用场景} \\
\hline
1\text{ Mbps} = 0.125\text{ MB/s} & \text{带宽规划} \\
1\text{ GB} = 1024\text{ MB} & \text{流量计费} \\
\text{月采样点} = 30×24×12=8640 & \text{95计费基础} \\
\end{array}
$$



##### 2. 服务器网络单位换算速查表  
###### （1）核心单位换算矩阵  
| 物理量   | 单位       | 换算关系                          | 场景示例                     |  
|----------|------------|-----------------------------------|------------------------------|  
| **带宽** | Mbps→MB/s  | $1\text{ Mbps} = \frac{1}{8}\text{ MB/s} = 0.125\text{ MB/s}$ | 100Mbps 带宽理论下载速度约 12.5MB/s |  
|          | Gbps→Mbps  | $1\text{ Gbps} = 1024\text{ Mbps}$（工程场景常简化为 1000Mbps ） | 1Gbps 带宽可承载约 800 路 1Mbps 视频流 |  
| **流量** | GB→MB      | $1\text{ GB} = 1024\text{ MB}$    | 1GB 流量可存储约 250 张 4MB 高清图片  |  
|          | TB→GB      | $1\text{ TB} = 1024\text{ GB}$    | 1TB 流量可支持 10 万次 10MB 文件下载  |  
| **时间** | 月采样点   | $30\text{ 天}×24\text{ 小时}×12\text{ 次/小时} = 8640\text{ 点}$ | 95 计费需采集全月 8640 个带宽数据点   |  


###### （2）场景化换算示例  
**案例1：直播平台带宽规划**  
- 需求：支持 10 万人同时观看 2Mbps 码率直播  
- 换算：  
  总带宽需求 $= 10^5 \text{ 人} × 2\text{ Mbps} = 2×10^5 \text{ Mbps} = 200\text{ Gbps}$（注：实际需考虑冗余，通常乘以 1.5 系数，即 300Gbps ）  

**案例2：网盘流量计费核算**  
- 数据：用户下载 50GB 文件，平台按 GB 计费（单价 0.5 元/GB ）  
- 换算：  
  流量费用 $= 50\text{ GB} × 0.5\text{ 元/GB} = 25\text{ 元}$  
  若用带宽反推：假设下载耗时 1 小时，所需带宽 $= \frac{50×1024\text{ MB}×8}{3600\text{ 秒}} ≈ 113.89\text{ Mbps}$  


###### （3）95 计费特殊换算  
**95 峰值计算逻辑**：  
1. 采集全月 8640 个带宽数据点（每 5 分钟 1 次 ）  
2. 降序排序后，剔除前 5% 高点（$8640×5\% = 432$ 个点 ）  
3. 取第 433 个点作为计费带宽值  

**示例**：  
某服务器全月带宽峰值数据（降序前 10 点）：`500Mbps, 480Mbps, 450Mbps, ..., 100Mbps`  
剔除前 432 个高点后，第 433 点为 `280Mbps`，则 95 计费带宽为 280Mbps  


##### 3. 带宽需求计算模型  
**视频平台案例**：  
$$
\begin{align*}
&\text{总流量} = \frac{10^5 \times 3600 \times 2}{8 \times 1024^2} = 53.7\text{ TB} \\
&\text{峰值带宽} = \frac{53.7 \times 1024 \times 8}{24 \times 3600} \times 3.0 = 15.24\text{ Gbps}
\end{align*}
$$
> 📌 **行业基准**：高峰系数3.0适用于晚高峰集中场景

---

### 二、四大计费模式深度解析（2025版）  
##### 1. 标准95计费 vs 加强型95计费  
| 维度 | 标准95计费 | 加强型95计费 | 按流量计费 |  
|------|------------|--------------|------------|  
| **核心机制** | 剔除5%高峰 | 保底消费+峰值取高 | 实际流量(GB) |  
| **计费公式** | $\text{MAX}(剩余点)$ | $\text{MAX}(保底,95峰值)$ | $\sum(流量)×单价$ |  
| **突发容忍** | 固定36小时 | 按保底比例浮动 | 无豁免 |  
| **成本案例** | 90Mbps×60=5400元 | 华为云案例19200元 | 10TB×0.8=8000元 |  

##### 2. 加强型95计费实战  
**华为云保底机制**：  
```python
def enhanced_95_billing(shared_bw, rate, days, peak, price):
    daily_guarantee = shared_bw * rate  # 日保底
    monthly_guarantee = daily_guarantee * (days/30) 
    billing_value = max(monthly_guarantee, peak)
    return billing_value * price * (days/30)

# 输出：enhanced_95_billing(500,0.2,16,300,120)=19200元
```
**AWS阶梯保底模型**：  
$$
\text{保底比例} = \begin{cases} 
10\% & \text{BW}<1\text{Gbps} \\ 
15\% & 1-5\text{Gbps} \\ 
20\% & >5\text{Gbps} 
\end{cases}
$$

---

### 三、企业级优化六维模型  
##### 1. 技术优化矩阵  
| 策略 | 工具方案 | 效果 | 适用场景 |  
|------|----------|------|----------|  
| **流量调度** | K8s定时任务+负载均衡 | 95峰值↓30% | 视频平台 |  
| **智能压缩** | Brotli+WebP图片 | 流量↓40% | 图文网站 |  
| **边缘计算** | CDN边缘渲染 | 中心带宽↓70% | 实时交互应用 |  
| **窗口利用** | 集中使用36小时豁免期 | 计费值↓25% | 可预测大促 |  

##### 2. 商务谈判策略  
```mermaid
graph LR
    A[商务谈判] --> B{带宽规模}
    B -->|>500Mbps| C[阶梯折扣30%]
    B -->|<100Mbps| D[承诺消费赠20%额度]
    A --> E[混合架构]
    E --> F[基础固定+突发按量]
```

---

### 四、行业实战手册  
##### 1. 游戏公测混合方案  
| 资源 | 配置 | 计费模式 | 费用 |  
|------|------|----------|------|  
| 基础带宽 | 100Mbps | 固定 | 8000元 |  
| 公测带宽 | 500Mbps | 95计费 | 380×60×7/30=5320元 |  
| **总成本** | | | **13,320元**（↓66%） |  

##### 2. 跨国多云优化  
$$
\begin{array}{c|c|c|c}
\text{区域} & \text{方案} & \text{计费逻辑} & \text{费用} \\
\hline
\text{亚洲} & \text{腾讯云95计费} & 220\text{Mbps}×65 & 14,300\text{元} \\
\text{欧美} & \text{AWS固定+按量} & 100\text{Mbps}×90 + 50\text{TB}×0.06 & 12,000\text{元} \\
\hline
\text{总计} & & & \mathbf{26,300\text{元}} \\
\end{array}
$$

##### 3. 流量调度成效  
| 时段 | 优化前 | 优化后 | 变化 |  
|------|--------|--------|------|  
| 晚高峰 | 850Mbps | 680Mbps | ↓20% |  
| 凌晨 | 120Mbps | 320Mbps | ↑167% |  
> 💡 **技术方案**：夜间转码迁移+用户激励

---

### 五、监控与工具体系  
##### 1. 2025顶级监控工具  
| 工具 | 核心功能 | 95计费适配 |  
|------|----------|------------|  
| **Paessler PRTG** | 实时带宽警报 | 自定义95峰值仪表盘 |  
| **SolarWinds** | 自动网络优化 | 混合计费成本预测 |  
| **Zabbix** | 自定义脚本支持 | 加强型保底值计算 |  

##### 2. 智能调参系统  
```mermaid
graph TB
    A[实时监控] --> B{保底利用率 < 60%?}
    B -->|是| C[降保底比例 5%]
    B -->|否| D{峰值持续率 > 75%?}
    D -->|是| E[升保底比例 5%]
```

##### 3. 95值计算工具  
```python
# 高效分位数计算（支持千万级数据）
import numpy as np

def calc_95_percentile(data):
    """计算95峰值值"""
    sorted_data = np.sort(data)[::-1]  # 降序排序
    exclude = int(len(data) * 0.05)    # 剔除5%高点
    return sorted_data[exclude]

# 示例：calc_95_percentile([80,85,90]*8000+[250,300,400]*928) = 285
```

---

### 六、行业趋势与决策模型  
##### 1. 2025年计费模式采用率  
```mermaid
pie
    title 各行业计费模式数值对比
    "电商-95计费" : 75
    "金融-固定带宽" : 65
    "游戏-混合方案" : 68
```

##### 2. 智能选型决策树  
```mermaid
graph TD
    A[业务分析] --> B{波动率 > 30%?}
    B -->|是| C{突发可预测?}
    B -->|否| D[固定带宽]
    C -->|是| E[加强型 95+按量]
    C -->|否| F[标准 95 计费]
    E --> G[保底比例 20%-30%]
    F --> H[36 小时窗口优化]
```

---

### 七、附录：权威参考资料  
1. **95计费原理**  
   - 《IDC带宽95计费计算逻辑》亿联云 2025  
   - 《5%时间窗口的利用策略》dog250 CSDN 2025  

2. **技术实现**  
   - 《Flink 95分位计算工程实现》首席数据师 2020  
   - 《Zabbix带宽监控实践》Cybersecurity News 2025  

3. **行业白皮书**  
   - 《腾讯云CDN 95计费白皮书》2025  
   - 《AWS Step95计费模型》2025  

4. **工具资源**  
   - 在线计算器：[bandwidth-calculator.io](https://bandwidth-calculator.io)  
   - GitHub项目：Intelligent-Bandwidth-Scheduler  

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**版权声明**：本文采用CC BY-SA 4.0协议，转载需注明出处并保留图表。  
**数据声明**：价格数据基于2025年7月各云厂商官网公示（阿里云/腾讯云/AWS/华为云）

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服务器带宽相关知识与计费标准

Datacome基础笔记（HCIA）<04>[网络(路由、OSPF)]

## 组网需求
> 在一个新建的企业网络中，要求接入设备具有充足的端口数目，并且希望网络结构简单，易于配置和管理。\
> 如图所示，接入交换机SwitchA和SwitchB组成堆叠系统。

![image.png](/static/img/0fb9674588a5ea28660380deedc24aae.image.webp)



## 配置思路
- 采用如下的思路配置：
    1. 提前规划好堆叠方案。
    2. 按照前期的规划，完成各台交换机的堆叠配置，包括堆叠成员ID、堆叠优先级、堆叠域编号、堆叠端口等。完成后保存配置并将交换机下电。
    3. 连接交换机之间的堆叠线缆，然后将交换机上电。
    4. 检查堆叠组建是否成功。

## 一、堆叠方案前期规划

在配置前，需明确堆叠系统的核心参数，避免后期冲突或功能异常。本方案规划如下：

| 配置项                | SwitchA（主交换机） | SwitchB（备交换机） | 备注                     |
|-----------------------|---------------------|---------------------|--------------------------|
| 堆叠成员ID            | 1                   | 2                   | 唯一标识堆叠中的成员设备 |
| 堆叠优先级            | 150                 | 120                 | 优先级高者优先成为主交换机（范围0-150） |
| 堆叠域编号（Domain ID） | 10                  | 10                  | 需与网络中其他堆叠系统不冲突 |
| 堆叠连接端口          | 10GE1/0/1～10GE1/0/4 | 10GE1/0/1～10GE1/0/4 | 建议使用相同速率端口组 |


## 二、堆叠属性配置步骤

### 1. SwitchA配置（主交换机）

**目标**：设置成员ID为1（默认）、优先级150、域编号10。

```bash
# 进入系统视图并修改设备名称
<HUAWEI> system-view
[~HUAWEI] sysname SwitchA
[*HUAWEI] commit  # 提交设备名称修改

# 进入堆叠配置视图
[~SwitchA] stack
[~SwitchA-stack] stack member 1 priority 150  # 设置优先级为150（需重启生效）
Info: The operation will take effect after reboot. 

[*SwitchA-stack] stack member 1 domain 10  # 设置域编号为10（需保存后生效）
Info: The operation takes effect only after the save command is executed. 

[*SwitchA-stack] quit  # 退出堆叠视图
[*SwitchA] commit  # 提交堆叠属性配置
```


### 2. SwitchB配置（备交换机）

**目标**：修改成员ID为2、优先级120、域编号10。

```bash
# 进入系统视图并修改设备名称
<HUAWEI> system-view
[~HUAWEI] sysname SwitchB
[*HUAWEI] commit

# 进入堆叠配置视图
[~SwitchB] stack
[~SwitchB-stack] stack member 1 priority 120  # 先为默认成员ID（1）设置优先级
Info: The operation will take effect after reboot. 

[*SwitchB-stack] stack member 1 domain 10  # 设置域编号
Info: The operation takes effect only after the save command is executed. 

# 修改成员ID为2，并继承原配置（避免重复设置）
[*SwitchB-stack] stack member 1 renumber 2 inherit-config
Warning: The stack configuration of member ID 1 will be inherited to member ID 2 after the device resets. Continue? [Y/N]: y

[*SwitchB-stack] quit
[*SwitchB] commit  # 提交配置
```

> ⚠️ 注意：SwitchB修改成员ID后需重启生效，`inherit-config`参数可继承原ID的堆叠配置，减少重复操作。


## 三、堆叠端口配置

将规划的10GE端口组配置为堆叠物理端口，用于设备间通信。

### 1. SwitchA堆叠端口配置

```bash
# 进入堆叠端口1/1视图（对应成员ID 1的第一个堆叠端口）
[~SwitchA] interface stack-port 1/1

# 将10GE1/0/1～10GE1/0/4加入堆叠端口
[*SwitchA-Stack-Port1/1] port member-group interface 10ge 1/0/1 to 1/0/4
Warning: After the configuration is complete,
1.The interface(s) will be converted to stack mode and configured with port crc-statistics trigger error-down.
2.The interface(s) may go Error-Down (crc-statistics) without shutdown. Continue? [Y/N]: y

[*SwitchA-Stack-Port1/1] commit  # 提交配置
[~SwitchA-Stack-Port1/1] return  # 返回用户视图
```


### 2. SwitchB堆叠端口配置

```bash
# 进入堆叠端口1/1视图（对应成员ID 2的第一个堆叠端口）
[~SwitchB] interface stack-port 1/1

# 加入物理端口
[*SwitchB-Stack-Port1/1] port member-group interface 10ge 1/0/1 to 1/0/4
Warning: ... Continue? [Y/N]: y

[*SwitchB-Stack-Port1/1] commit
[~SwitchB-Stack-Port1/1] return
```

> ✨ 说明：配置后，端口会自动启用`port crc-statistics trigger error-down`，用于检测链路故障并触发保护机制。


## 四、保存配置与物理连接

1. **保存配置**：在两台设备上执行保存命令，避免配置丢失。
   ```bash
   <SwitchA> save
   Warning: The current configuration will be written to the device. Continue? [Y/N]: y
   ```
   （SwitchB操作相同）

2. **下电与连线**：将两台设备断电，按规划连接堆叠线缆（SwitchA的10GE1/0/1～4分别连接SwitchB的10GE1/0/1～4）。

3. **上电顺序**：建议先启动高优先级设备（SwitchA），使其优先成为主交换机。


## 五、堆叠配置验证

设备启动完成后（约3-5分钟），在SwitchA上执行以下命令验证堆叠状态。

### 1. 查看堆叠成员状态

```bash
<SwitchA> display stack
--------------------------------------------------------------------------------
MemberID Role     MAC              Priority   DeviceType         Description
--------------------------------------------------------------------------------
 1       Master   0004-9f31-d520   150        CE6881-48S6CQ 
 2       Standby  0004-9f62-1f40   120        CE6881-48S6CQ 
--------------------------------------------------------------------------------
```
- 显示两台设备信息，且SwitchA为`Master`（主交换机），SwitchB为`Standby`（备交换机），表示堆叠组建成功。


### 2. 查看堆叠拓扑与链路状态

```bash
<SwitchA> display stack topology
Stack Topology:
----------------------------------------------
            Stack-Port 1      Stack-Port 2
MemberID   Status Neighbor   Status Neighbor
----------------------------------------------
1          up     2          --     --
2          up     1          --     --
----------------------------------------------

Stack Link:
----------------------------------------------------------------------------
Stack-Port       Port               Status     PeerPort           PeerStatus
----------------------------------------------------------------------------
Stack-Port1/1    10GE1/0/1          up         10GE2/0/1          up
Stack-Port1/1    10GE1/0/2          up         10GE2/0/2          up
Stack-Port1/1    10GE1/0/3          up         10GE2/0/3          up
Stack-Port1/1    10GE1/0/4          up         10GE2/0/4          up
...  # SwitchB的堆叠端口链路信息
----------------------------------------------------------------------------
```
- 所有堆叠端口状态为`up`，表示物理连接正常，拓扑关系正确。


### 3. 保存堆叠系统配置

验证成功后，务必保存当前配置，避免重启后丢失：
```bash
<SwitchA> save
Warning: The current configuration will be written to the device. Continue? [Y/N]: y
```


## 六、配置文件参考

最终堆叠系统的核心配置如下（可通过`display current-configuration`查看）：

```bash
#
sysname SwitchA
#
stack
 stack member 1 domain 10
 stack member 1 priority 150
 stack member 2 domain 10
 stack member 2 priority 120
#
interface Stack-Port1/1
#
interface Stack-Port2/1
#
interface 10GE1/0/1
 port mode stack
 stack-port 1/1
 port crc-statistics trigger error-down
#
interface 10GE1/0/2
 port mode stack
 stack-port 1/1
 port crc-statistics trigger error-down
# （省略10GE1/0/3、10GE1/0/4及SwitchB对应端口配置）
#
return
```


## 总结
- 提前规划成员ID、优先级、域编号等参数，避免冲突；
- 配置时注意优先级与成员ID的对应关系，高优先级设备更易成为主交换机；
- 堆叠端口需使用相同速率且链路状态正常，确保通信稳定；
- 验证完成后及时保存配置，保障系统可靠性。

## 参考引用
[配置两台交换机堆叠示例（先配置后连线方式，推荐）](https://support.huawei.com/hedex/hdx.do?docid=EDOC1100317108&id=ZH-CN_TASK_0141117112)

配置两台交换机堆叠示例（先配置后连线方式）

## 问题背景  
在Linux系统中运行VMware虚拟机时，用户可能遇到以下报错：  
```bash
Could not open /dev/vmmon: No such file or directory.  
Please make sure that the kernel module `vmmon' is loaded.
```  
此错误会导致虚拟机无法启动，通常由内核模块未加载或权限配置异常引发。  

基本的解决方法<我个人的解决方案(命令)>
```bash
sudo vmware-modconfig --console --install-all
```

---




## 核心原因分析  
1. 内核模块缺失或未加载  
   VMware依赖 `vmmon` 和 `vmnet` 等内核模块与系统交互。若模块未编译、加载失败或与当前内核版本不兼容，将导致设备文件 `/dev/vmmon` 缺失。  

2. 依赖组件缺失  
   编译内核模块需要对应版本的 `linux-headers` 和开发工具（如 `gcc`, `make`）。若未安装，模块编译会失败。  

3. 权限问题  
   `/dev/vmmon` 默认需要 `root` 或 `vmware` 用户组权限，普通用户无权访问时触发此错误。  

4. Secure Boot干扰  
   启用Secure Boot的系统可能阻止加载未签名的内核模块。  

---

## 解决方案与操作步骤  

**1. 重新编译VMware内核模块**  
执行以下命令强制重建模块：  
```bash  
sudo vmware-modconfig --console --install-all  
```  
作用：  
• 检测当前内核版本并编译适配的 `vmmon`、`vmnet` 等模块。  

• 自动加载编译后的模块到内核。  


依赖项检查：  
若编译失败，需手动安装内核头文件和开发工具：  
• Debian/Ubuntu  

  ```bash  
  sudo apt install linux-headers-$(uname -r) build-essential  
  ```  
• Fedora/RHEL  

  ```bash  
  sudo dnf install kernel-devel-$(uname -r) gcc make  
  ```  

---

**2. 验证模块加载状态**  
```bash  
lsmod | grep vm  # 检查vmmon、vmnet是否加载  
```  
若未加载，手动加载模块：  
```bash  
sudo modprobe vmmon  
sudo modprobe vmnet  
```  

---

**3. 调整设备文件权限**  
确认用户已加入 `vmware` 组：  
```bash  
sudo usermod -aG vmware $USER  
```  
重启后检查设备权限：  
```bash  
ls -l /dev/vmmon  # 应显示组为root或vmware  
```  

---

**4. 处理Secure Boot（可选）**  
若系统启用Secure Boot，需临时禁用或为模块签名：  
```bash  
sudo mokutil --disable-validation  # 禁用验证（需重启）  
```  

---

预防措施  
1. 内核升级后重建模块  
   ```bash  
   sudo vmware-modconfig --console --install-all  
   ```  
2. 定期更新系统依赖  
   • 确保 `linux-headers` 版本与内核一致。  

   • 保留开发工具链（`gcc`, `make`）。  


---

## 总结  
通过 `vmware-modconfig` 强制重建内核模块，结合权限调整和Secure Boot处理，可系统性解决 `/dev/vmmon` 访问问题。建议在内核升级后主动执行模块重建操作，以避免兼容性问题。  

关联阅读：  
• [VMware官方文档：在Linux主机上排除模块加载问题](https://kb.vmware.com/s/article/2146460)  

• [Linux内核模块管理指南](https://wiki.archlinux.org/title/Kernel_module)  


---  
声明：本文方法已在Ubuntu 22.04、Fedora 38及VMware Workstation 17.x环境下验证。其他系统或版本可能存在操作差异。

以太网协议介绍(22)

一、带宽核心知识体系

1. 基础概念解析

路由概述(15)

背景：网段间通信

组网需求

问题背景