《網(wǎng)絡(luò)性能測試與分析》教學(xué)大綱

《網(wǎng)絡(luò)性能測試與分析》課程教學(xué)大綱一、課程基本信息開課單位計(jì)算機(jī)學(xué)院課程類別課程名稱網(wǎng)絡(luò)性能測試與評(píng)價(jià)(Networkperformancetestandevaluation)課程編碼開課對(duì)象網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)學(xué)生開課學(xué)期學(xué)時(shí)/學(xué)分總學(xué)時(shí)：36理論課學(xué)時(shí)：28實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)：8先修課程數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)、程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程簡介：網(wǎng)絡(luò)性能測試與分析技術(shù)詳細(xì)介紹了網(wǎng)絡(luò)性能的測試內(nèi)容和測試方法，注重理論與實(shí)踐的結(jié)合。全書分為上、下兩篇。上篇介紹網(wǎng)絡(luò)測試?yán)碚?，包括網(wǎng)絡(luò)測試概述、第二層以太網(wǎng)測試、第三層網(wǎng)路測試、IP路由測試、第4-7層網(wǎng)絡(luò)性能測試、網(wǎng)絡(luò)安全性能測試和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量測試的基礎(chǔ)理論和測試方法學(xué)；下篇為網(wǎng)絡(luò)測試實(shí)踐，由14個(gè)實(shí)驗(yàn)組成，包括最具代表性的測試儀表的配置使用、網(wǎng)絡(luò)各層主要性能指標(biāo)的測試實(shí)驗(yàn)。通過網(wǎng)絡(luò)性能測試與分析技術(shù)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握網(wǎng)絡(luò)性能測試的基本方法以及網(wǎng)絡(luò)性能的指標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際網(wǎng)絡(luò)問題的能力。二、課程教學(xué)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)性能分析與測試對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能管理和運(yùn)營維護(hù)是至關(guān)重要的。本課程是以培養(yǎng)“網(wǎng)絡(luò)工程師”或“網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)師”為目標(biāo)的“網(wǎng)絡(luò)工程”專業(yè)（專業(yè)方向）重要的專業(yè)課。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該能夠掌握有關(guān)二層以太網(wǎng)、三層IP的轉(zhuǎn)發(fā)性能、路由協(xié)議、四到七層、網(wǎng)絡(luò)安全和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的測試?yán)碚摵蜏y試方法，使學(xué)生具有掌握測試設(shè)備的使用、測試方法的制定和測試結(jié)果的分析的能力，并在該方面達(dá)到網(wǎng)絡(luò)從業(yè)人員中的工程師水平。三、教學(xué)學(xué)時(shí)分配《網(wǎng)絡(luò)性能測試與評(píng)價(jià)》課程理論教學(xué)學(xué)時(shí)分配表章次主要內(nèi)容學(xué)時(shí)分配教學(xué)方法或手段第一章網(wǎng)絡(luò)性能測試概述2講授法第二章二層以太網(wǎng)的測試6講授法第三章三層IP的轉(zhuǎn)發(fā)性能測試6講授法第四章路由協(xié)議的測試6講授法第五章四到七層測試4講授法第六章網(wǎng)絡(luò)安全測試2講授法第七章網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量測試2講授法TCP、UDP連接Connection的概念（3）應(yīng)用層與應(yīng)用層協(xié)議：（15分鐘）WWW與HTTP事務(wù)Transaction的概念第三節(jié)網(wǎng)絡(luò)4~7層測試的性能指標(biāo)（1）決定傳輸質(zhì)量的TCP層面指標(biāo)（15分鐘）最大TCP連接建立速率最大TCP連接拆除速率測試方法并發(fā)TCP連接容量本章習(xí)題要點(diǎn)：理解網(wǎng)絡(luò)4~7層的主要技術(shù)，理解網(wǎng)絡(luò)4?7層測試的性能指標(biāo)。第六章網(wǎng)絡(luò)安全測試（2學(xué)時(shí)）（-）教學(xué)要求通過本章內(nèi)容的學(xué)習(xí)，理解網(wǎng)絡(luò)安全測試的必要性，理解網(wǎng)絡(luò)安全的基本概念，理解網(wǎng)絡(luò)安全性能的主要技術(shù)指標(biāo)，掌握網(wǎng)絡(luò)安全性能測試的方法學(xué)。（二）教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：理解網(wǎng)絡(luò)安全的基本概念，理解網(wǎng)絡(luò)安全性能的主要技術(shù)指標(biāo)，掌握網(wǎng)絡(luò)安全性能測試的方法學(xué)；教學(xué)難點(diǎn)：理解網(wǎng)絡(luò)安全的基本概念，理解網(wǎng)絡(luò)安全性能的主要技術(shù)指標(biāo)，掌握網(wǎng)絡(luò)安全性能測試的方法學(xué)。（三）教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)網(wǎng)絡(luò)安全測試的必要性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化帶來的安全隱患對(duì)企業(yè)而言，沒有絕對(duì)安全的網(wǎng)絡(luò)，如何折中網(wǎng)絡(luò)安全測試是網(wǎng)絡(luò)47層測試的關(guān)注點(diǎn)第二節(jié)網(wǎng)絡(luò)安全概述網(wǎng)絡(luò)安全的基本概念常見網(wǎng)絡(luò)安全問題常見的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)常見的分布式拒絕服務(wù)攻擊第三節(jié)網(wǎng)絡(luò)安全性能的主要技術(shù)指標(biāo)防火墻的主要技術(shù)指標(biāo)IDS的主要技術(shù)指標(biāo)IPS的主要技術(shù)指標(biāo)第四節(jié)網(wǎng)絡(luò)安全性能測試的基本方法基礎(chǔ)環(huán)境測試防火墻壓力測試防火墻性負(fù)載性能測試測試方法學(xué)在SpirentTestCenter上的實(shí)現(xiàn)本章習(xí)題要點(diǎn)：物聯(lián)網(wǎng)與智能處理技術(shù)的關(guān)系；遺傳算法、粒子群算法、人工蟻群、免疫系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及Agent技術(shù)等知識(shí)。第七章網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量測試（2學(xué)時(shí)）（一）教學(xué)要求理解網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的概念，理解QoS相關(guān)的策略與技術(shù)，掌握QoS測試的基本概念，.掌握網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量測試方法，理解QoS相關(guān)的策略與技術(shù)。（二）教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：掌握QoS測試的基本概念，.掌握網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量測試方法，理解QoS相關(guān)的策略與技術(shù)；教學(xué)難點(diǎn)：掌握QoS測試的基本概念，.掌握網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量測試方法，理解QoS相關(guān)的策略與技術(shù)。（三）教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量測試Qos測試的必要性（15分鐘）Qos應(yīng)用需求，引出第三層測試的必要性Qos概述（25分鐘）Qos的基本概念端到端Qos保證Qos服務(wù)模型（40分鐘）綜合服務(wù)模型第二節(jié)Qos服務(wù)模型網(wǎng)絡(luò)安全的基本概念常見網(wǎng)絡(luò)安全問題常見的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)常見的分布式拒絕服務(wù)攻擊第三節(jié)Qos中的隊(duì)列調(diào)度與管理技術(shù)隊(duì)列調(diào)度與管理概述常見的隊(duì)列調(diào)度技術(shù)主動(dòng)隊(duì)列管理技術(shù)第四節(jié)Qos測試方法學(xué)Qos性能指標(biāo)測試方法和內(nèi)容Qos性能評(píng)價(jià)的新發(fā)展本章習(xí)題要點(diǎn)：掌握QoS測試的基本概念，.掌握網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量測試方法，理解QoS相關(guān)的策略與技術(shù)。五、教學(xué)方法或手段本課程目前采用課堂講授、案例教學(xué)、操作實(shí)踐等教學(xué)方法與手段、積極探索將傳統(tǒng)教學(xué)與現(xiàn)代化教學(xué)手段相結(jié)合的教學(xué)模式，并運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等手段改革傳統(tǒng)的教學(xué)思想觀念、教學(xué)方法和教學(xué)手段。六、考核方式及評(píng)價(jià)要求本課程是信息與網(wǎng)絡(luò)工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)重要的專業(yè)拓展課程，具有很強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性，涉及的概念和技術(shù)很多，在教學(xué)過程中，安排課后作業(yè)應(yīng)側(cè)重基礎(chǔ)知識(shí)的掌握、通過分析、設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，以鞏固和加深對(duì)所學(xué)理論的理解。用課堂討論和答疑來活躍學(xué)生思維，解決同學(xué)疑難問題，培養(yǎng)學(xué)生興趣。期末總成績包括實(shí)驗(yàn)成績、平時(shí)的作業(yè)、考勤和課堂討論及期末考察成績。上機(jī)實(shí)驗(yàn)和實(shí)際操作實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，使學(xué)生從原理到應(yīng)用對(duì)物聯(lián)網(wǎng)有理性和感性認(rèn)識(shí)。幫助學(xué)生對(duì)基本概念、基本原理和技術(shù)的理解與掌握?？己藘?nèi)容評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及要求權(quán)重出勤和課堂情況1.評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：按時(shí)上課，不得無故缺席，上課勤做筆記，積極回答問題10%作業(yè).評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：能正確解答問題，提出正確、合理的解決方法、見解。.要求：能靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)、方法，查閱資料，獨(dú)立、按時(shí)完成作業(yè)。10%上機(jī)實(shí)驗(yàn)1.評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：實(shí)驗(yàn)態(tài)度，實(shí)驗(yàn)報(bào)告的規(guī)范性、數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性和回答實(shí)驗(yàn)思考題的正確性。30%期末考核期末考核采取考察形式，要求：解答問題準(zhǔn)確清晰50%期末考試方式開卷口閉卷口課程論文口實(shí)操口七、教材及教學(xué)主要參考書推薦教材：[1]林川.網(wǎng)絡(luò)性能測試與分析[M].高等教育出版社，2009.[2]伯納德（法）著；王玲芳，馮玉芬譯.網(wǎng)絡(luò)性能分析原理與應(yīng)用[M],機(jī)械工業(yè)出版社，2013.參考書目：[1]林川.網(wǎng)絡(luò)性能測試與分析[M].高等教育出版社，2009.[2]伯納德（法）著；王玲芳，馮玉芬譯.網(wǎng)絡(luò)性能分析原理與應(yīng)用M.機(jī)械工業(yè)出版社，2013.八、說明此部分可做一些補(bǔ)充說明，若無需說明則可省略該項(xiàng)。合計(jì)28健論學(xué)時(shí)包括討論、習(xí)題課等學(xué)時(shí)?！毒W(wǎng)絡(luò)性能測試與評(píng)價(jià)》課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置與教學(xué)要求一覽表序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱實(shí)驗(yàn)內(nèi)容教學(xué)要求學(xué)時(shí)分配實(shí)驗(yàn)類別實(shí)驗(yàn)類型每組人數(shù)1RFC2889以太網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)性能測試用測試儀表向?qū)?Wizard)功能進(jìn)行以太網(wǎng)單向和全網(wǎng)狀最大轉(zhuǎn)發(fā)速率測試的基本技能理解交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)性能測試的主要技術(shù)指標(biāo)。掌握RFC2889以太網(wǎng)最大轉(zhuǎn)發(fā)速率測試的設(shè)計(jì)思想與基本方法。掌握運(yùn)用測試儀表向?qū)?Wizard)功能進(jìn)行以太網(wǎng)單向和全網(wǎng)狀最大轉(zhuǎn)發(fā)速率測試的基本技能。4必做驗(yàn)證12RFC2544IP吞吐量測試用戶以一個(gè)用戶定義的恒定速度發(fā)送，然后通過二分查找算法找到一個(gè)不丟包的速率。結(jié)果是在不同的幀長下每秒的吞吐量。—(1)理解吞吐量的含義(2)掌握步進(jìn)法測量吞吐量的方法(3)掌握二分法測量吞吐量的方法4必做設(shè)計(jì)1四、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求第一章網(wǎng)絡(luò)工程概述(2學(xué)時(shí))(-)教學(xué)要求了解課程的開設(shè)背景、性質(zhì)、特點(diǎn)與任務(wù)，說明教學(xué)要求，掌握網(wǎng)絡(luò)測試的分類，掌握測試方法學(xué)的基本內(nèi)容，理解影響網(wǎng)絡(luò)測試的主要因素和制定測試方案的流程，了解相關(guān)的RFC文檔和測試方法學(xué)工作組BMWGo教學(xué)重點(diǎn)：掌握測試方法學(xué)的基本內(nèi)容;教學(xué)難點(diǎn)：掌握網(wǎng)絡(luò)測試的分類。（三）教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)網(wǎng)絡(luò)測試的必要性從網(wǎng)絡(luò)速度的極大提高、通信業(yè)務(wù)的統(tǒng)一引出網(wǎng)絡(luò)測試的重要想和必要性第二節(jié)網(wǎng)絡(luò)測試的基本概念和時(shí)間網(wǎng)絡(luò)測試的概念典型的兩種網(wǎng)絡(luò)測試方法網(wǎng)絡(luò)測試貫穿網(wǎng)路產(chǎn)品的生命周期和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)周期。第三節(jié)網(wǎng)絡(luò)測試方法學(xué)概述網(wǎng)絡(luò)測試方法的含義網(wǎng)絡(luò)測試相關(guān)的RFC文檔網(wǎng)絡(luò)測試的分類性能測試的一般規(guī)則系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)測試方法本章習(xí)題要點(diǎn)：掌握網(wǎng)絡(luò)測試的分類，掌握測試方法學(xué)的基本內(nèi)容。第二章以太網(wǎng)測試（6學(xué)時(shí)）（一）教學(xué)要求理解二層測試的必要性；回顧以太網(wǎng)技術(shù)要點(diǎn)；掌握以太網(wǎng)測試的主要技術(shù)指標(biāo)；了解以太網(wǎng)測試的RFC文檔，掌握以太網(wǎng)測試方法學(xué)。（二）教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：掌握以太網(wǎng)測試的主要技術(shù)指標(biāo)；教學(xué)難點(diǎn)：以太網(wǎng)測試的RFC文檔。(三)教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)第二層測試的必要性回顧第二層的功能及地位，引出第二層測試的必要性第二節(jié)第二層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述共享以太網(wǎng)與交換以太網(wǎng)以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)以太網(wǎng)交換機(jī)的工作原理交換機(jī)的體系結(jié)構(gòu)交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)方式第三節(jié)決定交換以太網(wǎng)性能的主要技術(shù)指標(biāo)負(fù)載轉(zhuǎn)發(fā)速率丟幀率吞吐量突發(fā)。第四節(jié)第二層網(wǎng)絡(luò)測試(1)決定交換以太網(wǎng)性能的主要技術(shù)指標(biāo)地址處理錯(cuò)誤幀過濾流量隔離廣播擁塞控制線端阻塞背壓前壓（2）二層以太網(wǎng)測試相關(guān)的RFC文檔RFC2285中的基本術(shù)語非網(wǎng)狀流量、部分網(wǎng)狀流量和全網(wǎng)狀流量期望負(fù)載、提交負(fù)載、最大提交負(fù)載、過載RFC2889簡介（3）二層以太網(wǎng)測試的基本方法測試方法及基本內(nèi)容測試設(shè)置中的二層地址學(xué)習(xí)測試幀的長度選擇全網(wǎng)狀吞吐量、丟幀率和轉(zhuǎn)發(fā)速率測試方法（4）二層以太網(wǎng)測試的基本方法部分網(wǎng)狀一對(duì)多/多對(duì)一吞吐量、丟幀率和轉(zhuǎn)發(fā)速率測試前壓和最大轉(zhuǎn)發(fā)速率的測試傳輸控制層面功能或性能測試的設(shè)計(jì)思路擁塞控制功能的測試地址容量測試地址學(xué)習(xí)速率測試錯(cuò)誤幀過濾功能的測試廣播幀轉(zhuǎn)發(fā)性能的測試本章習(xí)題要點(diǎn)：掌握以太網(wǎng)測試的主要技術(shù)指標(biāo)；了解以太網(wǎng)測試的RFC文檔，掌握以太網(wǎng)測試方法學(xué)。第三章三層IP的轉(zhuǎn)發(fā)性能測試（6學(xué)時(shí)）（一）教學(xué)要求掌握IP協(xié)議以及1P報(bào)文在路由器中的轉(zhuǎn)發(fā)流程，理解路由器的體系結(jié)構(gòu)，掌握第三層網(wǎng)絡(luò)性能的主要指標(biāo)，掌握基于RFC2544的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)性能測試方法。（二）教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：握第三層網(wǎng)絡(luò)性能的主要指標(biāo)；教學(xué)難點(diǎn)：握第三層網(wǎng)絡(luò)性能的主要指標(biāo)。（三）教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)第三層測試的必要性回顧第三層的功能及地位，引出第三層測試的必要性第二節(jié)第三層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述IP協(xié)議路由器的組成路由器的體系結(jié)構(gòu)路由器的工作原理路由器的類型第三節(jié)決定第三層網(wǎng)絡(luò)型的主要指標(biāo)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)層面相關(guān)的指標(biāo)控制層面相關(guān)的指標(biāo)第四節(jié)第三層網(wǎng)絡(luò)性能測試的基本方法本章習(xí)題要點(diǎn)：握第三層網(wǎng)絡(luò)性能的主要指標(biāo)，掌握基于RFC2544的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)性能測試方法。第四章路由協(xié)議的測試（6學(xué)時(shí)）（一）教學(xué)要求掌握路由與路由協(xié)議的基本概念、理解OSPF的工作原理，掌握路由協(xié)議測試基本概念，.掌握OSPF路由測試，掌握路由容量、路由收斂及路由震蕩的測試方法。（二）教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：掌握路由協(xié)議測試基本概念，掌握OSPF路由測試，掌握路由容量、路由收斂及路由震蕩的測試方法；教學(xué)難點(diǎn)：掌握路由協(xié)議測試基本概念，掌握OSPF路由測試，掌握路由容量、路由收斂及路由震蕩的測試方法。（三）教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)IP路由測試（1）IP路由測試的必要性（30分鐘）c）路由與路由協(xié)議概述d）IP路由測試的必要性（2）路由測試的基本概述（30分鐘）路由器的控制層面和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)層面路由器控制層面的主要指標(biāo)路由測試的基本方式(3)三層路由測試相關(guān)的RFC文檔與測試術(shù)語(25分鐘)路由容量、路由震蕩等相關(guān)術(shù)語RFC文檔(4)小結(jié)(含布置作業(yè)，5分鐘左右)第二節(jié)OSPF協(xié)議OSPF協(xié)議概述OSPF基本組成OSPF路由器類型OSPF鏈路的類型OSPF分組類型OSPF分組HELLO協(xié)議LSAOSPF協(xié)議工作過程第三節(jié)三層路由測試的基本方法OSPF路由協(xié)議相關(guān)測試路由容量的測試路由震蕩測試方法路由收斂測試方法本章習(xí)題要點(diǎn)：掌握路由協(xié)議測試基本概念，掌握OSPF路由測試，掌握路由容量、路由收斂及路由震蕩的測試方法。第五章四到七層測試（4學(xué)時(shí)）（-）教學(xué)要求理解網(wǎng)絡(luò)4?7層的概念，理解網(wǎng)絡(luò)4?7層測試的必要性，理解網(wǎng)絡(luò)4?7層的主要技術(shù)，理解網(wǎng)絡(luò)4?7層測試的性能指標(biāo)，了解網(wǎng)絡(luò)4?7層測試相關(guān)的RFC文檔及其重要概念。（二）教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：理解網(wǎng)絡(luò)4~7