IP网络性能测量技术研究

IP网络性能测量技术研究

王海涛, 朱震宇[1]2010年在《网络测量方法和关键技术综述》文中研究表明网络性能测量和评价是从事网络理论研究、网络管理和网络工程开发的重要手段。本文简要回顾了网络测量的发展历程,介绍了IP网络测量的概念并归纳了各种测量方法,详细论述了网络测量的叁种关键技术,包括网络性能测量、网络流量测量和网络推测技术。

徐小林[2]2007年在《IP网络时延特征测量及分析研究》文中提出以TCP/IP协议为基础的互联网得到了迅猛发展和广泛应用,已经并正在改变着人们的工作、学习和生活方式。而网络服务质量、可管理性、网络模型等对互联网的进一步发展提出了挑战。由于互联网固有的异构性、复杂性、开放性和动态性等特点,以及网络及其应用的飞速发展,人们迫切需要对网络行为有透彻的理解,可以对网络整体进行监测管理和建模,保障服务质量,特别是端到端服务质量。端到端互联网性能测量技术的研究将为互联网的科学管理和有效控制、科学规划和合理利用、高效的协议、设备、应用的开发及部署提供科学依据和有力辅助。本文对IP网络测量技术进行了深入调研,回顾了技术发展历程,在此基础上,对IP网络时延测量技术进行了分析和改进,并对IP网络往返时延特征进行了实验和分析,主要工作包括:对常用的网络时延测量工具ping进行了测量时延和误差分析,在不同软件配置、硬件配置下,对以ping进行往返时延测量的结果进行了分析和比较,结果表明网络往返时延测量中,ping工具自身会带来不可忽略的源主机处理时延,从而使得网络往返时延测量结果不准确,影响网络往返时延特征的分析。以工具tcpdump代替ping工具来抓包,获得包接收/发送时间戳可以大大提高往返时延测量的准确性,且在单独的机器以单用户模式运行tcpdump可获得一致的往返时延测量结果。根据对时延测量方法的分析,确定了准确的时延测量方案,综合ping工具和tcpdump工具对短时间内的互联网路径往返时延特征进行了测量和分析。结果发现,互联网路径的往返时延特征多数可以路径的缓存和排队模型来解释,而测量包的长度对路径的往返时延特征有显着的影响,另外,由于源主机及路由的原因,路径可能出现乱序的传输数据包。

王海涛[3]2010年在《IP网络测量技术简析》文中进行了进一步梳理网络测量是从事网络理论研究和工程开发的重要手段。文章介绍了IP网络测量的概念并归纳了各种测量方法,回顾了IP网络测量的发展历程,系统论述了IP网络测量涉及的体系结构和关键技术,包括网络性能测量、网络流量测量和网络推测技术等。

王海涛, 付鹰[4]2010年在《网络测量方法和关键技术》文中进行了进一步梳理网络性能测量和评价是从事网络理论研究、网络管理和网络工程开发的重要手段。首先,简要回顾了网络测量的发展历程。然后,介绍了IP网络测量的概念并归纳了各种测量方法。接下来,详细论述了网络测量的若干关键技术,包括网络性能测量、网络流量测量和网络推测技术等。最后,对论文进行了小结。

谢高岗[5]2002年在《IP网络性能测量技术研究》文中研究说明以Intemet为代表的IP网络正在逐渐成为人类社会的基础设施。网络规模不断扩大,异构化程度不断增加,带宽成倍增长,网络日益复杂。在IP网络中实时、精确检测网络性能,对于网络性能管理和监控有重要意义。开展”网络性能测量技术研究将为因特网的科学管理和有效控制、科学规划和合理利用、高效协议、设备、应用的开发提供科学的依据。 本文在完成大量网络测试工程的基础上,重点探讨带宽和流量测量技术,在实际测量实验的基础上建立流量模型以及性能测量技术在网络监控系统中应用。作者在攻读博士学位期间主要工作描述如下: 1.提出一个高效精确的带宽测量方法,消除背景流量和误差累积的影响。 下载和调试带宽测量工具pathchar、clink、pchar、nettimer以及bing,在ICT网络中进行测量实验。实验分析结果表明,背景流量和误差累积是影响测量性能最主要的因素。本文提出一个高效精确的带宽测量方法,消除背景流量和误差累积影响,降低测量负载,提高测量速度。该算法通过测量探测数据包返回情况可以得到丢包率、双向延迟、延迟抖动等性能指标。 2.设计与实现流量测量系统SNMPER和LANMon。 SNMPER基于SNMP,实现SNMPv3框架,并可以兼容SNMPv1和SNMPv2。LANMon通过数据包捕获方式测量链路流量。在模式1时,测量流量速率可以达到毫秒级。工作在模式0时,可以实现不同协议层次的流量分析。LANMon采取文件存储和数据库存储相结合的存储方式,数据库按照协议层次存储数据包在文件中的位置索引,文件存储捕获的数据包。LANMon和一般的协议分析仪不同点在于适合大规模网络长期性能测量。SNMPER和LANMon被用于实际网络测量,为长期流量特征分析提供实验数据。 3.提出一个适合实时应用的周期性对数流量模型。 在大量流量测量实验数据的基础上,提出一个周期性对数流量模型。该模型主要描述流量的突发特性,不对流量做任何限制性的假设。流量用R(t)=αIn(βt+1)描述,α主要标识突发量的大小,β标识突发量出现的时间。利用该模型,估计路由器输入、输出接口的传输能力、缓存大小以及交换单元处理能力等必须满足的性能指标,预测网络端到端的最大延迟和最小延迟。 4.提出了一个流量预测模型。 在展开LAN和WAN流量测量实验的基础上,提出流量预测模型。流量可以分为时间相关分量和时间无关分量。其中时间相关的分量是时间的周期性函数,时间无关的分量服从正态分布。利用该模型设计动态在线流量预测算法。 IP网络性能测量技术研究5.提出一个高效的SNMP轮询策略,设计基于网络性能测量的网络监控框架。 应用网络性能测量技术,提出一个层次式的NMS框架,并正在网络管理平台项目中实现该框架。该框架的主要特点是提供端到端的性能指标和网段的协议统计分析,并有极强的可伸缩性。利用SNMPV3管理工作站之间的通信机制,采用系统级故障诊断技术保证管理工作站的可靠性。提出每条被测链路流量可测的充分条件,该条件包含弱顶点覆盖。利用该充分条件设计SNMP轮询策略,极大减少被测设备数目和测量产生的流量。6.承担网络测试与性能优化工程项目,出色地完成任务。 负责实施重庆网通信息港宽带城域网系统测试与性能优化、北京市委市政府办公厅ATM网络综合测试、广州宽带城域网传输与***8系统测试以及华北石油网络系统测试与改进等项目,将测试理论应用于各种网络环境,积累了大量的测试实验数据。重庆网通测试项目分为网络主干p.SG POS卿试、小区端用户行为与性能测量、安全测试、设备测试以及仿真优化等部分。发现网络在汇聚层叁层交换性能问题,设备测试过程中验证该结论。并由测量结果建立网络模型进行仿真实验,提出优化性能方案。后期测试表明,改进后的网络性能和可靠性得到提升。

麦海波[6]2012年在《IP网络测量仪无线局域网测试功能的研究与实现》文中认为无线局域网以其方便、快捷、廉价等诸多优势,近年来取得了长足的发展和巨大的成功,人们也开始越来越关注网络的服务质量、网络安全和网络可靠性,而网络测试和网络管理工具是保证网络高效、可靠运行的重要手段。本论文基IP网络测量仪,研究并实现了无线局域网的测试功能。论文首先介绍IP网络测量的概念、研究现状和意义,分析了IEEE802.11无线局域网的特点和性能测试发展情况;其次,介绍了IP网络测量仪软硬件开发平台,着重提出了基于Libpcap的WLAN测试方案,将采集到的数据存储在SQLite中,并用MiniGUI实现测试界面;第叁,在分析IEEE802.11WLAN帧格式及含义的基础上研究并实现了IP网络测量仪的无线局域网测试功能;第四,对全文研究了无线局域网数据帧流量统计方法和DCF接入延迟,设计了单个AP节点的数据流量统计方法,进行了DCF接入延迟的仿真并分析其结果;最后,对全文进行总结并展望一下工作。

刘青[7]2007年在《IP网络链路利用率测量技术的研究》文中研究说明IP网络性能测量对网络研究与发展十分重要,可以用于分析当前Internet的基本特性,如网络体系结构和流量模型等。Internet因其异构性、业务类型的多样性且变化的随机性,使得人们对Internet网络体系结构很难准确地把握,数学模型越来越难以建立,从而导致网络测量成为唯一可行的方法,也是网络发展的一项重要课题。我们提出了一种新型的IP网络链路利用率测量方法——基于逐跳时间标签的链路利用率测量方法。该方法主要通过从源端向网络发送探针,逐跳记录时延,通过对时延数据的处理得到链路利用率。同时,我们研究了该测量方法在无线环境中的应用情况。通过选取IEEE802.11b无线局域网作为无线测量环境,并且根据无线链路的特点从叁方面改进了测量方法。一、根据无线链路的带宽,重新选择探测报文发送频率;二、通过增加链路忙闲状态序列值的方法来提高测量的精确度;叁、提出了丢包补偿算法改善无线链路高丢包率对测量造成影响。最后,在有线链路利用率测量中引入QoS机制,考察在DiffServ环境下各种不同优先级业务的链路利用率的测量,并且对测量的准确性进行判断,最后分析了测量误差存在的原因,并提出了在下一步工作中的改进空间。

王卫东[8]2006年在《IP网络流量测量技术研究与实现》文中进行了进一步梳理以Internet为代表的IP网络正在逐渐成为人类社会通信的基础设施。网络规模不断扩大,异构化程度不断增加,带宽成倍增长,网络日益复杂,有必要对网络的拓扑结构和网络行为进行深入的了解、分析,这需要对网络进行正确、高效地测量,获取有效、可靠的数据,对网络性能进行评估,以采取针对性的措施。 本文对IP网络流量测量及其相关技术进行分析与研究,对基于流的IP网络性能测量技术进行探讨。论文的主要工作包括: 实现了基于SNMP协议的网络层的拓扑发现。利用网络路由搜索算法和相关协议来获取网络中路由设备的路由信息,然后利用获得的路由信息构造出网络拓扑图。并将已发现的拓扑结构应用于分布式网络流量测量系统的网络探针的部署。 实现了—个基于.NET的分布式网络流量测量系统。全面分析探讨了该系统的体系结构,系统流程和实现过程。在测量方式方面是基于主动测量和被动测量两种方法实现的;在流量的采集方面,该系统将流量的采集工作分散到各个采集点上进行,通过分布式的布置探针,和集中式监控管理功能,实时地控制和管理流量采集、处理等各部分的运行情况,提供了图形化的用户接口;并将收集的各种历史数据和实时数据在其中以图形的方式直观地显示出来。 该系统在采用大型关系数据库对流量数据进行存储和管理的同时,采用分布式计算技术,很好的实现了逻辑业务层与数据层的分离,从而有较好的扩展性和可移植性。采用数据包压缩方法,减小了测量过程中存储的数据量,并且可比较准确地用来分析网络流量特征。运用动态连接库技术,系统在运行时,减少了系统文件的大小和对内存空间的需求,提高系统运行的效率。该系统采用分布式的架构,对于大规模网络流量的监测与分析提供了一个很好的支持平台。

秦惠军[9]2007年在《基于IP时间戳选项的网络测量程序的设计与实现》文中研究指明网络测量可用来考察某个协议或某个应用在因特网中的性能水平。网络测量的详细分析能够帮助确定性能“瓶颈”。一旦解决了被确定的性能问题,就能够研制性能更好的新协议。下一代因特网网络规模进一步扩大,网络流量高速增长,以及Ipv6、IPv4双协议的使用,网络测量也面临着新的课题。采用主动网络测量技术,利用IP协议的时间戳选项,从源端向目的端发送带有IP时间戳选项的请求回显数据包,该数据包将穿越每一路由器的当前时间记录在IP选项内。目的端应答生成回显数据包,并将原报文中的IP选项数据复制到回显数据包中,发回给源端。对回显数据包中的IP选项数据进行处理和分析计算,就可获得网络状态和性能的信息。本文对linux系统下IP协议和ICMP协议的实现进行了研究,并提出了LUS算法的解决方案,实现了一个网络测量程序,从而能够正确统计网络链路的利用率。

周韵文[10]2010年在《基于主动测量的IP网络QoS研究与实现》文中进行了进一步梳理随着Internet不断扩大以及新业务的涌现,网络技术对人们日常生活的影响越来越大,同时网络自身也在不断发生着变化。在Internet的变化中,最突出的就是网络从单纯的数据传送发展到多媒体信息的传送。这种变化动摇了Internet设计的理论根基,使得网络流量模型从基于伯松分布变为基于自相似。正是为了了解这样的巨大变化对用户所带来的影响,Internet网络测量近年来越发受到关注。网络测量是以技术手段更加详细地了解网络的各项指标,从而更好地设计和管理网络。Internet网络测量能够为互联网用户得到高质量、高安全的服务提供有效的保障。本文首先对网络测量的现状、分类和方法进行了介绍,引出了主动网络测量的概念与原理。接着提出了IP网络主动测量的意义、内容和框架。然后根据当前用户的需求,设计并实现了IP网络主动测量系统——非法路由监测系统与网站服务质量监测系统,并详细地介绍了系统的组织框架,各个层次的设计原理,以及部分功能模块的底层技术细节。最后通过对数据呈现模块的讲解展示了系统的功能。

参考文献:

[1]. 网络测量方法和关键技术综述[J]. 王海涛, 朱震宇. 数字通信世界. 2010

[2]. IP网络时延特征测量及分析研究[D]. 徐小林. 湖南大学. 2007

[3]. IP网络测量技术简析[J]. 王海涛. 电信快报. 2010

[4]. 网络测量方法和关键技术[J]. 王海涛, 付鹰. 电信工程技术与标准化. 2010

[5]. IP网络性能测量技术研究[D]. 谢高岗. 湖南大学. 2002

[6]. IP网络测量仪无线局域网测试功能的研究与实现[D]. 麦海波. 西安电子科技大学. 2012

[7]. IP网络链路利用率测量技术的研究[D]. 刘青. 北京邮电大学. 2007

[8]. IP网络流量测量技术研究与实现[D]. 王卫东. 西北大学. 2006

[9]. 基于IP时间戳选项的网络测量程序的设计与实现[D]. 秦惠军. 北京邮电大学. 2007

[10]. 基于主动测量的IP网络QoS研究与实现[D]. 周韵文. 北京邮电大学. 2010

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