4.1_网络测量课案.ppt

网络测量概述 Contents 引言 Lord Kelvin在一次著名的演讲中说,“当我们可以测量并且用数字表达我们谈论的东西的时候,我们才算得上对此有所了解;如果我们不能测量或者是不能用数字表达所谈论的东西,那么我们对此的了解就是贫乏不足的”。 介绍 网络测量是对网络行为进行特征化、对各项指标进行量化并充分理解与正确认识互联网的最基本手段,可以说,网络测量是理解网络行为的最有效的途径. 网络测量技术是一个很广泛的概念,它涉及的领域包括测量本身、网络建模和网络行为分析, 以及控制管理。 介绍 网络测量的具体用途可分为以下几大类 故障诊断：可以对广播风暴、非法分组长度、地址错误、安全性攻击等故障进行诊断。 协议排错：网络测量能够为新协议和应用程序的正确运行提供测试的手段，使其和原标准保持一致，或使老的版本向后兼容。 网络流量特征化：网络测量可使用统计技术来分析经验数据，从而提取出网络应用或网络协议的特征，以优化其特性。 性能评价：网络测量可用来考察某个协议或某个应用在网络中的性能水平， 帮助确定性能瓶颈。 其他用途：网络测量还有许多其他的用途。 例如，用于选择服务器ISP设备, 验证网络配置, 设计因特网的新应用，配置网络或服务器，广域网中的负载平衡以及计费等方面。 发展历史 1995 年,美国自然科学基金会(National Science Foundation,NSF)开始着手对互联网进行系统的测量。 1996年初,美国国家应用网络研究实验室(National Laboratory of App lied Network Research,NLANR)在NSF的支持下召开了互联网统计与指标分析( Internet Statistics andMetrics Analysis, ISMA)研讨会 ,这标志着大规模、系统化网络性能测量的开始。 1997年,互联网数据分析合作组织(Cooperative Association for InternetData Analysis, CAIDA) 在美国加州大学圣地亚哥分校超级计算中心成立,对网络测量的相关理论和方法展开系统研究。 IETF成立IP性能指标工作组( IPPM2WG) ,对IP网络性能测量框架、指标定义与指标测量方法进行研究。 发展历史 Vern Paxson的博士论文“Measurement and Analysis of End-to-End Internet Dynamics”,利用测量手段系统地研究了端到端测量中路由行为特征与端到端数据包的动态特性,成为网络测量领域的经典文献。 包含17章内容 Contents 测量方法 网络测量包含以下三个要素: 测量对象：也就是被测量的节点和链路,以及待测量节点、链路或网络的某种或某些特性; 测量环境：包括测量点的选取,测量时间的确定,测量设备、通信链路的类型等; 测量方式：也就是针对某一具体的网络行为指标,选取合适的测量方法。 测量方法 测量方法应该满足三个方面的要求: 稳健性,即被测网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,多次测量结果应该一致; 准确性,即测量结果应该能够反映网络的真实情况。 测量方法 根据测量的对象,可以把网络测量分为拓扑测量、性能测量与流量测量。 网络拓扑测量主要是了解网络拓扑结构，用于指导资源调节和流量分配。 网络性能测量主要是通过监测网络端到端的时延、抖动、丢包率等特性，了解网络的可达性、利用率以及网络负荷等。 网络流量测量主要是对网络数据流的特性进行监测和分析，以掌握网络的流量特性。如协议的使用情况、应用的分布和用户的行为特征等。 测量方法 根据测量环境中地点的分布,可以把网络测量分成单点测量和多点测量。 要测量一个大规模网络的情况,需要在网络中的很多地点进行分布式多点测量,得到比较详尽的、综合的大规模网络数据以及单点测量所得不到的交叉路由信息。 现在的多数网络测量体系都采用分布式多点测量,如NIMI,NLANR,AMP, Skitter, IEPM。 测量方法 测量方法 主动测量、被动测量应用 主动测量：网络的路由行为分析和网络的拓扑探测及可视化常用到主动测量技术。除此之外，主动测量还应用在BGP路由表的使用和路由的不对称性分析等方面。 被动测量：被动测量的主要应用是包监听，主要用于单点监测，难以进行端至端的行为分析，如路由分析、链接等。 网络性能指标 根据不同的用途,可以对网络的多种参数进行测量,包括时延、丢包率、链路的容量和带宽、流量、连接的平均持续时间、网络拓扑等等。 目前的主要研究集中在时延、带宽、流量。 网络性能指标 —时延 网络的传输时延分成单向时