现代通信系统与网络测量 裴昌幸 11

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1、第11章网络流量测量与建模概述11.1网络流量测量方法11.2高速网络中流量的抽样11.3网络流量的模型11.411.1概述传统的网络流量模型如泊松过程模型已不能反映实际的网络流量特征。近些年来国内外涌现出大量研究成果，其中流量的自相似性（Self-Similarity）的发现引起了众多研究人员的兴趣。11.2网络流量测量方法流量可以从两个角度来观察：一是收集固定时间间隔内的数据包，统计其个数和大小；二是测量记录相邻两个数据包之间的时间段长度。流量测量可以采用硬件或软件实现。基于硬件的测量工具。基于软件的测量工具。11.2.1WinPcap

2、工作机理WinPcap（WindowsPacketCapture）是Windows平台下一个免费的公共的网络访问系统。WinPcap为Win32应用程序提供访问网络底层的能力，主要有以下功能：捕获原始数据包，包括共享网络上各主机发送/接收的以及相互之间交换的数据包；在数据包发往应用程序之前，按照自定义的规则将某些特殊的数据包过滤；在网络上发送原始的数据包；收集网络通信过程中的统计信息。1．WinPcap的结构图11-1WinPcap结构图2．WinPcap中用于数据捕获的函数数据结构：Typedefstruct_ADAPTERADAPT

3、ER//描述网络适配器；TypedefstructPACKETPACKET//描述网络数据包的结构；TypedefstructNetTypeNetType//描述网络类型的数据结构；Typedefstructnpf_if_addrnpf_if_addr//描述网络适配器的IP地址；Structbpf_hdr//数据包头部；Structbpf_stat//当前捕获数据包的统计信息。流量捕获中需要用到的函数。（1）LPPACKETPacketAllocatePacket（void）（2）VIODPacketCloseAdapter（LPADAPTE

4、RIpAdpter）（3）VOIDPacketFreePacket（LPPACKETIpPacket）（4）BOOLEANPacketGetAdapterNames（LPSTRpStr,PULONGBufferSize）（5）BOOLEANPacketGetNetInfoEx（LPTSTRAdapterNames,npf_ip_addr*buff,PLONGNentries）（6）BOOLEANPacketGetNetType（LPADAPTERAdapterObject,NetType*type）（7）BOOLEANPacketGetStat

5、s（LPADAPTERAdapterObject,structbpf_stat*s）（8）PCHARPacketGetVersion()（9）VOIDPacketInitPacket（LPPACKETIpPacket,PVOIDBuffer,UINTLength）（10）LPADAPTERPacketOpenAdapter（LPTSTRAdapterName）（11）BOOLEANPacketReceivePacket（LPADAPTERAdapterObject,LPPACKETIpPacket,BOOLEANSync）（12）BOOLEAN

6、PacketSetBuffer（LPADAPTERAdapterObject,intdim）（13）BOOLEANPacketSetHwFilter（LPADAPTERAdapterObject,ULONGFilter）（14）BOOLEANPacketSetNumWrites（LPADATERAdapterObject,intnwrites）（15）BOOLEANPacketSetReadTimeOut（LPADAPTERAdapterObject,inttimeout）3．基于WinPcap捕获以太网数据包的过程图11-2WinPcap捕获

7、以太网帧的流程图11.2.2以太网中数据包捕获的实现首先，创建两个pcap_if_t类型的指针pcap_if_t*alldevs,pcap_if_t*d用pcap_findalldevs（&alldevs,errbuf）来获取设备列表，并将获得的设备列表数据显示在屏幕中。在成功获得之后要用pcap_freealldevs（alldevs）来释放设备列表。选择自己需要的设备然后打开。第二，调用函数pcap_open_live（d->name,65536,1,1000,errbuf）。第三，在获得设备列表之后便可以利用pacp_loop（）函数来捕

8、获数据包。11.3高速网络中流量的抽样11.3.1抽样技术的特点及演进抽样技术是在低开销、可容忍精度的前提下，从总体的部分样本特征中推导出总体所具有的