计算机网络测量技术现状及发展趋势

　　网络测量是指遵照一定的方法和技术，利用软件和硬件工具来测量或验证表征网络性能指标的一系列活动的总和，下面是小编搜集整理的一篇探究计算机网络测量技术现状的论文范文，供大家阅读借鉴。

摘 要：

为了了解网络运行规律、检测网络性能、探索网络新技术和提高网络管理能力，让网络更好的服务于人类生活，从网络测量体系结构、性能指标、关键技术和测试方法等方面进行了全面探索，并针对当前网络测量情况，提出今后研究重点。对于全面把握当前网络测试的研究状况，发现网络瓶颈，探索网络测量的新技术、新方法具有重要意义。

关键词： 网络测量; 性能指标; 测试方法; 体系结构

引 言

　　近年来，计算机网络的规模不断扩大，网络带宽和业务量持续增加，异构性和复杂程度不断提高，这对网络的可靠性提出了很高的要求，因此有必要对网络进行测试。一方面在于及时、准确、全面地了解网络的性能和运行状况，发现网络瓶颈，优化网络配置，尽可能为用户提供安全、可靠的服务;另一方面是在网络出现故障时，能够迅速定位并解决故障。

　　网络测量是指遵照一定的方法和技术，利用软件和硬件工具来测量或验证表征网络性能指标的一系列活动的总和[1]。网络测量主要分为3个研究领域：网络性能指标测量、网络模型建立和网络管理。按照测量层次可以分为设备层、系统层和应用层;按照测量要素可分为：测量对象，测量环境和测量方法。网络测量应当选取适当的测量方法，测量方法至少应满足稳健性――即被测网络的一点变化，不会使测量方法失效;可重复性――即同样的网络条件，多次测量结果应该一致;准确性――测量结果应能反映网络的真实情况[2]。

　　国外最早的网络测量始于20世纪70年代初(Vint Cerf在ARPANET上展开的性能测量项目)，逐渐成熟于80年代，90年代已渐成体系。我国网络的发展起步较晚，90年代初才引入Internet，大规模的快速发展于90年代末。国外的相关研究项目有NIMI、Surveyor、NLANR下的PMA和AMP等，为了解网络特性和进行后续网络测量提供了指导意义。国内的研究主要集中于CERNET、CSTNET和国内各大高校、实验室(如清华大学、中科院、北航、国防科技大学)等，进行了网络测量的技术攻关，推动了我国网络测量的发展。

1 网络测量体系结构

　　在借鉴OSI体系结构模型的基础上，清华大学提出了大规模计算机网络互连性能检测模型(Large Scale Internet Performance Monitor Model，LIPM)[3]，该模型由数据采集层、数据管理层、数据分析层和数据表示层几部分构成，如图1所示。

　　数据采集层完成对网络性能参数的数据采集;数据管理层将采集到的数据进行分类、存储和格式化，便于数据的查询和大量数据的存储;同时根据预先的定义将当前采集到的数据生成性能事件，提高对一些严重性能问题反应的实时性;数据分析层包括对基础数据进行分析和对事件进行分析。基础数据分析又包括对数据按照需要进行分类统计、数据关联和趋势预测等初步加工。时间分析是对数据管理层交付上来的'事件按照事先制定的规则进行事件过滤，按照不通过的优先级做不同的处理。数据表示层完成对数据和事件结果的处理。对数据的处理包括生成统计报表，对数据的潜在意义进行分析。事件结果处理包括报警、分发和日志，分别对应不同的优先级。

2 网络测量性能指标及关键技术

　　网络的性能指标共有两套标准，分别由标准化组织 IETF(Internet Engineering Task Force，互联网工程任务组)和ITU?T(International Telecommunication Union，国际电信联盟)制定。两者在参数的表述方法上虽然有所不同，但是含义基本一致。这里主要从以下几个指标来讨论网络的性能。

　　2.1 性能指标

　　2.1.1 性能指标时延

　　网络时延分为单向时延和往返时延。网络时延的产生主要来源于三个部分：发送时延[Dp]、传播时延[Dtr]和处理时延[Dvar]。发送时延与数据长度和信道带宽有关，其值等于数据块长度与信道带宽的比值。传播时延等于信道长度与电磁波在信道上传输速度的比值。处理时延是指数据在交换节点为存储转发而进行一系列处理所花费的时间，与网络通信量有关。其中发送时延和传播时延是固定时延[Dfix]，处理时延是可变时延[Dvar]。可用式(1)描述：