网络科技论文发表浅谈网络性能测量
摘要:网络性能测量是网络行为分析的基础。该文对网络性能测量的概念、结构模型以及网络性能指标的测量方法进行了系统的介绍,对网络性能测量的方法和分析进行了系统的介绍,并对网络性能测量的下一步工作进行了展望。
关键词:网络科技论文发表,核心期刊发表,网络性能,测量技术,性能指标,分析与研究
1 引言
随着Internet技术和网络业务的飞速发展,网络资源空前增长,对网络的需求和应用方式变得越来越复杂。不断增加的网络用户和应用,导致网络负担沉重,网络设备超负荷运转,从而网络性能下降。这就需要对网络的性能指标进行提取与分析,对网络性能进行改善和提高。因此,作为网络行为分析基础的网络性能测量的作用就极为重要了。发现网络瓶颈,优化网络配置,并进一步发现网络中可能存在的潜在危险,更加有效地进行网络性能管理,提供网络服务质量(QOS)的验证和控制,对网络服务提供商的服务质量指标进行量化、比较和验证等,是网络性能测量的主要目的。
2 网络性能测量的概念
2.1 网络性能
网络性能是一组对于运营商有意义的,并可用于系统设计、配置、操作和维护的参数进行测量所得到的结果。可见,网络性能是与终端性能以及用户的操作无关的,是网络自身特性的体现,可以由一系列的性能参数来测量和描述。
2.2网络性能结构模型
从空间的角度来看,网络整体性能可以分为两种结构:立体结构模型和水平结构模型。
1) 立体结构模型
IP网络就其协议栈来看是一个层次化的网络,因此,对IP网络性能的研究也可以按照一种自上而下的方法进行。可以以IP层的性能为基础,来研究IP各层间不同性能与上、下层不同应用性能之间的映射关系。
2) 水平结构模型
对于网络的性能,用户主要关心的是端到端的性能,因此从用户的角度来看,可以利用水平结构模型来对IP网络的端到端性能进行分析。
3 网络性能测量的方法
网络性能测量涉及到许多内容,如采用主动方式还是被动方式进行测量;发送测量包的类型;发送与截取测量包的采样方式;所采用的测量体系结构是集中式还是分布式等。
3.1 测量包
网络性能测量中,影响测量结果的一个重要因素就是测量数据包的类型。
1) P类型包
类型P是对IP包类型的一种通用的声明。只要一个性能参数的值取决于对测量中采用的包的类型,那么参数的名称一定要包含一个具体的类型声明。
2) 标准形式的测量包
在定义一个网络性能参数时,应默认测量中使用的是标准类型的包。比如可以定义一个IP 连通性度量为“IP 某字段为0的标准形式的P 类型IP 连通性”。在实际测量中,很多情况下包长会影响绝大多数性能参数的测量结果,包长的变化对于不同目的的测量来说影响也会不一样。
3.2 主动测量与被动测量方式
1) 主动测量
主动测量就是通过向网络,服务器或应用发送测试流量,以获取与这些对象相关的性能指标。例如,可以向网络发送数据包并不断提高发送速率直至网络饱和,以此来测量网络的最大负载能力。主动测量的主要优点是不依赖于被测对象的测量能力。但另一方面,这种测量会给网络增加额外的通信流量,这在一定程度上也可能影响测量的结果。所以应该考虑试图进行的测量对测量结果产生的影响,并尽量使这种影响降到最低。
2) 被动测量
被动测量通过监测网络通信状况进行,因此不会影响网络。被动测量通常用于测量通信流量,即经过指定源和目的地之间路由器或链路的数据包或字节数,也可用于获取网络节点的资源使用状况的信息。被动测量可以通过三种方式获得:
服务器端测量:通常是在服务器端安装测试代理,实时监测服务器的性能,资源使用等状况;
用户端测量:将监测功能封装到客户应用中,从特定用户的角度实时监测相关的业务性能;
利用网络探针:网络探针可用于监测网络传输状态,分析捕获的数据包,以实现对网络及相关业务的测量。
被动测量的一个潜在问题在于它依赖于测量链路上的通信流量或被测节点的负载情况。例如,要测量网络上某主机和某Web服务器之间的通信流量,我们可以从客户端通过监测上传或从该Web服务器下载的数据包来得到测量结果。这种方法适合于用户确实经常下载该Web服务器页面的情况。如果只是偶尔浏览一下页面,那就没有足够的通信流量,这种情况下进行的被动测量也就不可靠了。这时,可以建立一个脚本,每隔一段时间从该Web服务器下载页面以得到测量结果,即采用主、被动混合的测量方式。事实上,在很多情况下,主动测量和被动测量都是结合着进行的。 因为一台进行主动测试的主机只需处理与该测量相关的通信,因此其硬件要求不高。而对于进行被动测试的主机而言就不同了,因为它必须处理通过该测量点的所有通信流量,尤其当通信速率增长的时候,对执行测量的主机性能要求就更高。
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