網(wǎng)絡(luò)性能評價(jià)

河南理工大學(xué)

計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

網(wǎng)絡(luò)性能評價(jià)2014—2015學(xué)年第二學(xué)期課程名稱：網(wǎng)絡(luò)性能測試與分析作業(yè)題目：網(wǎng)絡(luò)性能評價(jià)淺議姓名：康震學(xué)號：311209040218專業(yè)班級：網(wǎng)絡(luò)12022015年5月15日摘要:計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的性能評測是網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和網(wǎng)絡(luò)管理的核心內(nèi)容?；趯τ?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備的功能分析，從復(fù)雜性和成本的角度來說，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)性能評測的方法分為四種，即經(jīng)驗(yàn)法則、分析方法、測量方法以及仿真方法。同時(shí),著眼于評測計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的性能指標(biāo),對可度量的性能指標(biāo)與不可度量的性能指標(biāo)進(jìn)行了詳細(xì)的討論。并分析了影響計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)性能的因素。最后，基于SNMP協(xié)議對可度量的性能指標(biāo)的獲取進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。引言計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是一個(gè)信息集合系統(tǒng)，它是由眾多的計(jì)算機(jī)和各種通信設(shè)備組成，并按一定的網(wǎng)絡(luò)通信體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是在網(wǎng)絡(luò)軟、硬件協(xié)同工作基礎(chǔ)上構(gòu)成的一種復(fù)雜有序的系統(tǒng)，許多大型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)還具有大系統(tǒng)的特征。在評價(jià)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)性能之前,需要對網(wǎng)絡(luò)的性能進(jìn)行分析與評測，這個(gè)步驟也是對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行規(guī)劃不可缺少的一步。要評估、鑒定和驗(yàn)收一個(gè)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)，首先必須對該網(wǎng)絡(luò)的性能進(jìn)行分析與評測；而要建立一個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)，建設(shè)該網(wǎng)絡(luò)的方案很大程度上依賴于怎樣分析和評價(jià)網(wǎng)絡(luò)的性能隨著網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模和應(yīng)用復(fù)雜性的日益提高，對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能評測、量化網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的研究，已成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)問題。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的基本組成結(jié)構(gòu)1.通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和通信鏈路等組成的系統(tǒng)。從邏輯功能上來看,一個(gè)網(wǎng)絡(luò)可以分為通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)兩個(gè)部分，通信子網(wǎng)指網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信功能的設(shè)備及其軟件的集合，負(fù)責(zé)信息的傳輸、轉(zhuǎn)接、加工和變換。資源子網(wǎng)由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、終端、終端控制器、連網(wǎng)外設(shè)、各種軟件資源與信息資源組成，提供資源共享和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能。2.連接網(wǎng)絡(luò)的硬件設(shè)備連接網(wǎng)絡(luò)的硬件設(shè)備有很多，主要有網(wǎng)卡、路由器、交換機(jī)、集線器、中繼器、無線AP及無線電臺等等。其具體功能為：網(wǎng)卡又叫網(wǎng)絡(luò)適配器，是用來連接計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)的硬件設(shè)備。路由器用來將不同網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)段之間的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換,從而構(gòu)成一個(gè)更大的網(wǎng)絡(luò)。交換機(jī)具有為局域網(wǎng)傳送數(shù)據(jù)的作用，它是通過直通、存儲轉(zhuǎn)發(fā)和無碎片直通這三種方式進(jìn)行交換的。集線器是以星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的一種中樞網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，允許大量的計(jì)算機(jī)連接在一個(gè)或多個(gè)局域網(wǎng)上。中繼器僅適用于以太網(wǎng)，通過對數(shù)據(jù)信號的重新發(fā)送或者轉(zhuǎn)發(fā)來擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)木嚯x。無線AP是移動計(jì)算機(jī)用戶進(jìn)入有線網(wǎng)絡(luò)的接入點(diǎn)，目前主要技術(shù)為802.11系列。無線電臺是無線網(wǎng)絡(luò)中的一種非常重要的通信工具，可用于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸,是軍用戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)的主要通信設(shè)備。分析方法：網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的評測方法可分為定性分析評價(jià)和定量分析評價(jià)。定性分析是指技術(shù)人員在對已有的或者是待建的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行性能估計(jì)的時(shí)候，主要依靠自己多年來積累的經(jīng)驗(yàn)。定量分析則主要指通過對數(shù)學(xué)工具的使用或者確定測量的方法，從而找出能夠反映網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)之間的數(shù)值關(guān)系。顯然，定量分析更能為技術(shù)人員提供準(zhǔn)確、詳細(xì)的依據(jù)，使得他們所作的決策更加科學(xué)。從復(fù)雜性和成本費(fèi)用的角度出發(fā),常用的評測方法可以分為經(jīng)驗(yàn)法則、分析方法、測量方法和仿真方法四種：經(jīng)驗(yàn)法則經(jīng)驗(yàn)法則是在技術(shù)人員對每天使用的實(shí)際記錄進(jìn)行整理之后所或得到的經(jīng)驗(yàn)，故稱為經(jīng)驗(yàn)法則。顯然它是一種簡單而且投資少的方法，經(jīng)驗(yàn)法則主要用于在構(gòu)建新網(wǎng)絡(luò)時(shí)可作為安裝指南，但要預(yù)測計(jì)算機(jī)軟硬件未來的發(fā)展、更新，效果并不明顯。分析方法分析方法是指從一定的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)模型的行為描述中獲得關(guān)于網(wǎng)絡(luò)性能的基本結(jié)論,它是一種比較經(jīng)典的性能評價(jià)方法，它的優(yōu)點(diǎn)是簡潔明了。常用的模型主要有:基于泊松過程的業(yè)務(wù)流模型、自相似模型、分形模型測量方法測量方法在根據(jù)研究者對網(wǎng)絡(luò)性能因素所關(guān)心的不同精度的要求，以及研究者所采用的測量手段之間存在差異的基礎(chǔ)上，大體可分為三類：研究者采用專用的硬件設(shè)備，記錄下實(shí)測的各項(xiàng)性能參數(shù),進(jìn)一步進(jìn)行離線分析，評測網(wǎng)絡(luò)性能;改造底層網(wǎng)絡(luò)接口的驅(qū)動程序，加入測量功能，使設(shè)備驅(qū)動程序可以較為方便地得到信道使用率、信道吞吐量等性能數(shù)據(jù);借助網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議，測量被監(jiān)視的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的管理信息庫所提供的各項(xiàng)性能數(shù)據(jù),這種方法是一種比較現(xiàn)成的性能監(jiān)測和分析方案，可較好地找出各種性能瓶頸和隱患。仿真方法將基于仿真的方法用于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)性能評估，幾乎可以按要求的任意詳細(xì)程度建立模型。仿真法通過對相應(yīng)抽象模型的狀態(tài)跟蹤而得到實(shí)際系統(tǒng)的行為特性。仿真法可用于應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的各個(gè)階段，它可以很容易地將數(shù)學(xué)的和經(jīng)驗(yàn)的模型結(jié)合在一起一般來說，可以從網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的角度和網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的角度來評價(jià)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的性能。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的角度主要強(qiáng)調(diào)的是研究者所選擇的網(wǎng)絡(luò)的實(shí)用性、使用的方便性以及擴(kuò)展的靈活性等。而網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的角度則主要強(qiáng)調(diào)搭建網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)所采用的技術(shù)的先進(jìn)性及其合理性。這兩種評價(jià)角度的最終落腳點(diǎn)都是網(wǎng)絡(luò)的性價(jià)比這個(gè)總的評價(jià)指標(biāo)。主要性能指標(biāo)網(wǎng)絡(luò)作為一種數(shù)字信息的傳輸和交換系統(tǒng)，對其性能的衡量指標(biāo)通常可以分為可度量的和不可度量的。.可度量的性能指標(biāo)：由于網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)流總是不確定的，是隨機(jī)的、非均勻的，所以無論是數(shù)據(jù)包的處理時(shí)間、長度還是它們的到達(dá)時(shí)間都是隨機(jī)變量。性能分析所需要做的工作就是找出性能的定量參數(shù)之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，但是必須是在一定假設(shè)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的工作。在所有的評測計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)性能的指標(biāo)中，有些是可度量的，因而可以對其采取定量分析，主要包括介質(zhì)長度、介質(zhì)傳播速率、信道帶寬、介質(zhì)位長度、歸一化傳播時(shí)延、信道吞吐量、信道利用率、響應(yīng)時(shí)間、鏈路負(fù)載等。.不可度量的性能指標(biāo)：用戶所關(guān)心的主要有負(fù)載能力、響應(yīng)時(shí)間以及網(wǎng)絡(luò)的吞吐量之間的關(guān)系，因?yàn)檫@些指標(biāo)綜合反映了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的性能,研究人員對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)線的分析與研究大多都集中在這些問題上。同時(shí)，還有一些性能指標(biāo)是不容易度量的，要想用它們來評測網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行性能，只能采取比較的方法或者測量的方法。結(jié)語計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)的研究是評測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)性能的基礎(chǔ)。通過對已有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)評測方法的研究和分析，得到各種評測方法的優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件和范圍。用戶可在針對具體網(wǎng)絡(luò)評測目標(biāo)加以實(shí)施的時(shí)候，對要