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1、基于 Web 的分布式网络性能测量平台研究许金普(莱阳农学院 网络中心 , 山东 青岛 266109)摘要 : IP 网络规模的扩大和新应用的不断出现 , 网络性能测量与监控日渐成为网络管理及网络运营商的一项重要内容 ; 网络性能测量技术涉及参数较多 , 仅凭人工测量难度较大 , 准确性差 , 难以反映网络当前运行的真实性能状况 ; 为了对网络性能进行有效的测量 , 阐述了网络性能测量的基本概念 , 介绍了分布式计算理论基础和计算流程 , 构建了一种基于 Web 的分布式网络测量平台 , 并在校园网环 境下部署该平台进行实验 , 验证了该平台的有效性 。 关键词 : 网络性能测量 ; 分布式计
2、算 ; CO RBAResearch on a System of Net work Perf ormance Mea surement Ba sed on Web Distributed Comput ingXu J i np u( Net wo r k Center , L aiyang A gricult ure Collo ge , Qi ngdao 266109 , China)Abstract : Wit h t he enla r gement of net wo r k ba sed o n IP a nd appea ra nce of new applicatio ns o
3、 n net wo r k , net wo r k p erfo r ma nce mea sure2 ment a nd mo nito ri ng have beco me a n i mpo rt a nt co nt ent fo r net wo r k ma nagement a nd ISP. Net wo r k p erfo r ma nce mea sure ment relat e s to ma ny p ara met er s , its difficult o nl y by ma nual mea sure ment and poo r p reci sio
4、n , so t hat co ul d no t sho w t he t r ue co nditio ns of t he net wo r k . In o r der to mea sure net wo r k perfo r ma nce efficiency , exp atiat e s t he co ncep t of net wo r k mea sure ment , i nt ro duce s t he t heo r y of di st ri but ed co mp uti ng and it s p rocedure , de sign s a platf
5、o r m of di st ri but ed net wo r k mea sure ment ba sed o n Web , a nd t hen have exp eri ment s o n o ur ca m2 p u s net wo r k , it sho w s t he validatio n of t he platfo r m.Key words : net wo r k p erfo r ma nce mea surement ; di st ri but ed co mp uti ng ; CO RBA同 , 可将性能测量分为基于路由的测量 ( ro uter
6、- ba sed mea s2urement) , 端到端的测量 ( end - to - end mea surement) 和路 由器协作测量 ( ro uter - aided mea surement) 。基于路由器的测 量是利用路由器上的各种管理软件所提供的信息来完成的 。其0引言 随着互联网规模的不断扩大及 IP 应用的迅速发展 , 特别 是 P2 P 技术的出现 , 互联网结构正在由中心型向边缘化发展 , B T 、即时语音 、网络电视等新技术不断涌现 , 使得网管 、计 费 、业务分析 、Qo S 监控等多个领域都对网络性能提出了新的 要求 。无论网络运营商还是最终网络用户对网
7、络性能的关注程 度逐步提高 , 网络性 能测量技术应运而生 。运用各种 测 量 技 术 , 部署各种测量方案 , 对网络性能的各项指标进行测量和监 控 , 对及时发现问题和存在的隐患 , 并解决问题以改善网络性 能具有指导意义 。1网络性能测量技术11 1 网络性能测量的概念网络性能测量是网络管理中的重要组成部分 , 是收集和分 析网络协议运行性能的手段 , 可帮助技术人员分析和查找网络 不正常的原因 。它主要对网络硬件 、软件和传输媒体的性能进 行测量 , 所得到 的数字化指标可以为网络 管理提供决策性信 息 , 检测网络瓶颈 , 优化网络配置 , 进一步保证和提高网络运 行效率及 Qo S
8、 。11 2 网络性能测量的分类根据测量结点的位置和测量技术对网络结点支持力度的不 1 特点是精度较高 , 但有较大局限性 。端到端的测量无需路由 器的协作 , 只在边缘主机的参与下完成网络性能分析 。端到端 的测量具有分散性的特点 , 若未得到有效的组织实施将会造成 大量的网络资源的浪费 , 但比较灵活 , 可跨越多个运 营 商 网 络 。路由器协作测量也是在边缘主机上组织的测量 , 但需要路 由器的参与 , 在边缘主机和路由器的配合下共同对网络性能进 行评估 。 根据测量方法是否需要向被测网络中发送主动探针 ( Ac2 tive Pro be) , 可分为主动测量和被动测量 。主动测量通过
9、记录 其发送的特定数据包在网络中的传递情 况来获取网络性能数 据 , 具有较高的灵活性 , 可以根据用户的需要有针对性地完成 性能测量 , 但使 用该方法时可能会对被 测网络造成一定的影 响 2 。而被动测量技术仅通过捕捉被测网络所传递的现有数据 包的方法来获取网络性能情况 , 其所能分析出来的性能指标会 受到监测范围及其监测数据的影响 。本文实现的分布式网络性能测量系统 , 可根据测量用户的 需要 , 综合多种测量技术 , 统一评价网络性能状况 。11 3 网络性能测量的参数对网络性 能 进 行 度 量 和 描 述 的 工 具 就 是 网 络 性 能 参 数 。I TU - T 和 IE T
10、 F 都对网络性能参数进行了标准化定义 , 这些 参数主要包括 (以 I TU - T 为例) :收稿日期 :2006206215 ; 修回日期 :2006207228 。作者简介 :许金普 ( 19792) , 男 , 山东博兴县人 , 硕士 , 主要从事计算 机网络 ,多媒体技术 ,分布式计算方向的研究 。中华测控网 chi na mca . co m 160 计算机测量与控制第 15 卷(1) IP 包 传 输 时 延 ( IP TD , IP Packet Tra nsf er Delay) :IP 包传输时延是为成功 IP 包传送结果和错误 IP 包传送结果而 定义的 。IP 包传输
11、延迟的值为 Tend - Tstart 其中 Tstart 为包传输的 起始时间 , Tend 为包到达目的端时间 , 一般来说 Tend Tstart ;(2) IP 包时延变 化 ( IPDV , IP Packet Delay Va riation) : 两点之间的 IP 包延时变化是测量的 IP TD 值与 IP TD 参照值之 差 。通常将 IP TD 的算术平均值作为 IP TD 的参照值 ;(3) IP 包错误率 ( IPER , IP Packet Error Rate) : 错误 IP 包传 送结果与成功 IP 包传送结果加上错误 IP 包传送结果的比值 ;(4) 丢包率 (
12、 IPL R , IP Packet Lo ss Rate) : 丢失 IP 包传 送结果与所有传送 IP 包总数的比值 ;( 5) 虚假 IP 包率 ( Sp urio us IP Packet Rat e) : 单位时间内 虚假包数 。 在文档 I1 380 的附录中定义了以下两个参数 :请求代 理 体 系 结 构 CO RBA ( Co mmo n O bject Request Bro ker A rchit ect ure) 和 Micro sof t 的 分 布 式 组 件 对 象 模 型 DCO M (Dist ributed Co mpo nent O bject Mo del
13、) 。DCOM 局 限 于 Win2 do w s 平台 , 而 COBA R 几乎可以在现有所有服 务器 、客户端 使用 。 使用 J ava 、CO RBA 和 OODB S 能构建新一代分布式计算 结构 。J ava 和 CO RBA 在体系结构上是互补的 , CO RBA 处理 网络的透明性 , 而 J ava 解决实现的透明性 3 。CO RBA 与 J ava 的融合具体表现在 : CO RBA 可以提供可伸缩的服务器到服务 器的基础结构 , 对象可以利用 CO RBA O RB 进 行通信 。这样 可以均衡来自客户端的请求 , O RB 可以让这些对象运行在多 个服务器 上 ,
14、而 且 可 以 根 据 各 服 务 器 的 负 荷 情 况 进 行 调 度 。 CO RBA 还可以采用分布式对象结构扩充 J ava 。从另一角度来 看 , J ava 使 CO RBA 在 Web 上无处不在 , J ava 的动态特性使 的在运 行 时 可 以 随 时 安 排 COBA R 结 构 ; J ava 简 化 了 大 型 CO RBA 代码的分发 , J ava 代码能由服务器管理和布置 ; J ava 语言适合开发 CO RBA 对象 。21 2 OOD BS 传统的关系数据库在很多情况下不能提供高性能的分布式 计算 , 如满足电子 商务的需要 , 而采用 面向对象数据 库
15、 系 统 ( OODBS) 则能符合要求 。OODB S 对多 媒体数据类型有很好 的支持 , 可以满足电子商务和复杂交互 。在传统的关系数据库中这些交互涉及大量的数据库 , 非常复杂的数据类型和网络的 持久连接 , 同时包含许多交互的 SQL 查询 。随着查询涉及数 据库的增加 , 性能将会降低 。但如果使用面向对象数据库 , 会 话对象和所有它的组成对象可以定义于同一位置 4 , 数据库引 擎只需简单地连接相关对象 , 甚至是 J ava Applet 和相关对象 也能 由 OODB M S 组 织 和 管 理 。同 OODBM S 使 用 RA M 或 Cache 来存取访问数据 。因而 OODBM S 性 能 较 RDBM S 要 优 越 。另一方面 RDBM S 很难管理会话中对象间动态关系的复杂性而 OODBM S 是基于动态模式的 , 它能提供合适的工具引导 会话 。21 3 计算流程其计算流程如图 1 所示 。(1) IP 包 吞 吐 量 ( IP P T , IP Packet Thro ughp ut) : 时间内成功传送的包数 ;单 位(2) 基于字节的 IP 包吞吐量 IPO T : 单位时间内成功传送的所有包的字节总数 。 IE T F 标准组织定义的参数与 I TU - T 稍有
