网络测量方法和关键技术综述

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1、万方数据【赡薹l目镕性《测■和*价是肚■月络4≈日R月镕譬4自目结18H#∞tg}R．车Z筒￥自目7目铅涮■∞发展自En镕7lP目镕≈■的*e*B#7§#月■^§详目*建7目结*t∞!种*键拄女包#目培性《■■目镕∞t％●H月％$谢拽$．1*悯I目络■■±砩蒲■被动■■∞}目墙臂8协议目络*g日镕女前基于TCP／IP拂议的【P网络是世界上规模最大应用最广泛的网络。但是lP网络存在一些固有的缺蛸如服务质量难以保证无法确保网络安全等等。为7提高网络资源利用率尽可能为用户提供高质量的服务需要能够艇时准确全面地

2、了解网络的性能和i行状况以此对同络实施有靛的管理．网络测量就是针对这一需求■提出的它遵照一定的方法技术和标准利用某种测量手段和I具通过测试表证隔络状态和性能的各种指标来了僻网络的运行状况和性能优劣，阿络测量是深^认识网络特性的重要手段也是实臆流量I程进行网络管理和优化设计的重要依据进而为从事网络理论和技术研究及工程开发人员提供帮助和支持。一、网络测量的发展历程随着园特同规模的迅速扩犬业务种类的增多因特同的流量日盐庞杂并且它的控制机制和行为特征B益DIGITOW。，。。复杂其两络涌量研究工作意义重大并面临

3、许多新的技术问题。早在20世纪70年代V'mtCeff就在ARPANET上开展了性能测量的项目但直到90年代初lP网络测量的研究才渐成体系。此后美国国家科学基金会fNSF)推动7因特同涌量I作的进展国际上许多机构和大学都威i7与网络测■相关的组织敦国也有许多高校开展7lP两络测■的研究和开发工作。研究网络测量量重要最活跃的组织是因特同工程任务组IlET[：}此外ITIJJ为了满足提供基于JP业务的需要也开展了IP相关的标准化研究。从1996年开始IETF就开始7流量工程及网络测■方面的研究先后成＆了许多

4、相关的I作组如实时流测量工作组(RTFM)定义了实时的流测量体幕结构和方法IPFIXI作组定义7IP流信息输出处理的系统结构[PPMI作组定义7IP网络上数据传输质量性能和可靠性相*的一组参数．这些I作组定义了大量网络测量相关的性能指标并剃定了一幕列相关的标准和协议。随着网络测量研究的深八国际社会对月络测量的重视程度也不新增加每年都有许多针对网络测量领域的学术会议比较著名的会议包括PAMIMC和WNM。艟着因特同的应用和发展用于网络蔫■的协议也在不断发展。早期的网络测■协议包括简单同络管理协议I$NMP

5、)远程监控协议lRMONJ和因特网控村报文协议fICMP)等。近年来IETF制定7一系列有关m网络测量的协议。其中着名的主动测量协议有IP测量协议万方数据【IPMP]单向主动测量佛议{OW．斛VIPl和双向主动涌量协议汀砒岍}等被动测■协议有口流信患输^协议CIPFIX)和口觳据包抽样协议规范IPSAMP)等。这些研究I作使m网络测量的理论和方法技术殛I具等方面取得7长足的发展。有效性高速测量准确性和实时性是IP同络耐同络测■技术的基本要求。IP两结测■的研究和开发主要是围绕±述要求在溯量檀型和方甚测量

6、I具和系统等方面开展I作。在测量方法上为7连接厨络内韶的性能和状态近年来网络推测方法I如同络断层扫描)得到了重视和发展利用部丹测量结果采用统计推理等方法推测同络内部链路节点的性能参数。在同络测量工具和系统方面国内外厂商推出了太■面向研究韵网络测■系统和面向弼络适营维护的商用系统。另外按照系统测量的对象测量系统可分为流量测量系统性能测量系统业务质量测量系统和综台测量平台等。：、M络测量方法同络测量方法应该满足=个方面的要求稳健性即被测同络的轻微变化不会使测量方法失效．可重复性即同样的网络条件下多坡测量结果

7、应该一致．准确性即测量结果应该能够反映嘲结的真实情况。网络测量涉及对象复杂多样测量内容广泛测量数据庞杂需婪多种测量方法予以支持。具体来说可毗从测量方式测量点位置测■参与者测■时间粒度等角度加以分类。根据测■过程中是吾向网络内注^探涌包可以将测■方式分为主动测量{activemc～ement)和被动测量fp*sive㈣⋯cJ。主动测量根据删量需要向网络中注^特定的探测包通过对探涮包穿越网络而发生特性变化的分析得到网络状态和性能参数。例如同络测试命争Ping通过发送]CMP挥测包可以获得两络往返时延丢包率与

8、连通性等参数。主动测量不依鞍于被测对象的焉■能力适台端刘端的网络性能测量．它的缺点在于注^的操测包不仅会占用网络资源而且台对网络本身的运行状况造成影响测量结果往往台有一定偏差。目此主动测■方法B顼设法把对同络的影响减到最小。被动测量在网络中的关键设备和节点上部署测■装置捕获数据包并进行统计分析进而获得网络状态和性能参数。披动测量不必发送额外的测■包不会对网络自身行为造成影响测量结果较主动测量更为准确。但是被动测量实现复杂只“删。”．“冀。：