局域網(wǎng)帶寬流量的指標(biāo)檢測(cè)

【摘要】隨著網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步發(fā)展，各種新的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的出現(xiàn)，使得網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴(kuò)大，一些相應(yīng)的指標(biāo)的增加，使一些用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)速度及不滿程度有所增強(qiáng)。局域網(wǎng)作為網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)基本單元，其性能的好壞直接影響Internet的應(yīng)用。目前由于國(guó)家對(duì)這方面的相關(guān)規(guī)定還不是很健全，其質(zhì)量好壞、性能指標(biāo)參差不齊。其不光影響用戶的利益而且直接影響網(wǎng)絡(luò)的安全。局域網(wǎng)的性能指標(biāo)很多本文主要針對(duì)帶寬、流量來(lái)進(jìn)行研究，并對(duì)其進(jìn)行相關(guān)測(cè)試得出相關(guān)測(cè)量方法，對(duì)局域網(wǎng)的指標(biāo)檢測(cè)有了重要的意義。

【關(guān)鍵詞】局域網(wǎng)帶寬流量數(shù)據(jù)傳輸

一、局域網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀

近年來(lái)，局域網(wǎng)相關(guān)的信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)展迅速，相關(guān)數(shù)據(jù)表明，局域網(wǎng)的增長(zhǎng)速率每年將增長(zhǎng)百分之二十以上。預(yù)計(jì)三年后行政機(jī)關(guān)局域網(wǎng)以及商業(yè)局域網(wǎng)的業(yè)務(wù)將要覆蓋總的百分之九十以上。

二、局域網(wǎng)的功能和分類

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)按照網(wǎng)絡(luò)的作用范圍和計(jì)算機(jī)的相互距離來(lái)劃分。包括局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)。其中局域網(wǎng)的分布范圍一般在幾千米之內(nèi)。

局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)主要有兩種。Osi模型和Ip/Tcp模型。其中Osi模型將網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的功能分為物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、傳輸層、會(huì)話層、網(wǎng)絡(luò)層、表示層和應(yīng)用層。每一層都實(shí)現(xiàn)其特定的功能，分層的目的使其把各種功能分開執(zhí)行。這種分層結(jié)構(gòu)使得其設(shè)計(jì)和測(cè)試相對(duì)獨(dú)立。Ip/Tcp模型解決了異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的問(wèn)題，其參考模型分為物理層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層。Ip/Tcp有較低的誤碼率使其成為中國(guó)最廣泛的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。

三、帶寬的測(cè)量

由于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中越來(lái)越多的應(yīng)用視頻音頻等傳輸技術(shù)所以給帶寬提出了更高的要求。流量的快速增長(zhǎng)使網(wǎng)絡(luò)性能有所降低，通過(guò)測(cè)試可以找到其降低的原因并可以對(duì)其調(diào)整。目前帶寬的測(cè)量方法還處于初級(jí)階段，本文主要分析最重要的兩種技術(shù)。

（1）slops技術(shù)。其原理為源端發(fā)送數(shù)目為M的等長(zhǎng)探測(cè)分組到接收端（分組流以一定的速率持續(xù)），然后監(jiān)測(cè)探測(cè)分組單向時(shí)延的抖動(dòng)。Slops sender得出有效帶寬c的速率時(shí)，遵循迭代算法。Sender用一系列不同B（x）發(fā)送一系列分組來(lái)探測(cè)路徑Reserver分析端到端的時(shí)延，根據(jù)每個(gè)流的變化趨勢(shì)算出B（x）與C的聯(lián)系并反饋給Reserver。如果c小于B（x）sender將發(fā)送數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)B（x）大于B（x+1）反之B（x）小于B（x+1）。如果B（x）大于C那么Bmax等于B（x）；如果B（x）小于等于C那么Bmin等于B（x），B（x+1）等于（Bmax+Bmin）/2；Bmax和Bmin分別是x+1次的速率上限跟下限一般Bmin默認(rèn)為0，Bmax設(shè)置為端到端帶寬的某一較大值。發(fā)送時(shí)兩個(gè)數(shù)據(jù)流又一個(gè)小的停滯時(shí)間段，目的是保持探測(cè)業(yè)務(wù)流不大于路徑帶寬的十分之一減小對(duì)正常業(yè)務(wù)的影響。

（2）TOPP技術(shù)。TOPP技術(shù)是講增加的數(shù)率從源像中斷傳輸分組對(duì)。如果一條路徑的帶寬為B，有效帶寬為D，則負(fù)載速率為Ba等于B-D，TOPP以增速率x發(fā)送組對(duì)。當(dāng)D小于x時(shí)，Reserver收到的速率為（Ba+x）/B。當(dāng)B大于D時(shí)，Reserver收到的速率約為x。

結(jié)果表明，當(dāng)有效帶寬D滿足發(fā)送速率和接收速率相等時(shí)，呈現(xiàn)線性增長(zhǎng)的趨勢(shì)且斜率為1/B。數(shù)據(jù)表明，在網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行的情況下，對(duì)于128字節(jié)的數(shù)據(jù)包，局域網(wǎng)的帶寬幾乎均為瓶頸帶寬的十分之一以上，且在不同時(shí)間，環(huán)境下測(cè)量均達(dá)到該數(shù)值的標(biāo)準(zhǔn)。

四、流量測(cè)量

網(wǎng)絡(luò)的流量測(cè)量主要分為背景流量和前景流量?jī)纱箢?。背景流量是從一個(gè)源節(jié)點(diǎn)到一個(gè)或者多個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)端到端的流量。其從實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中測(cè)量的數(shù)據(jù)，表現(xiàn)出流量占整個(gè)鏈路流量的百分比來(lái)反映網(wǎng)絡(luò)的繁忙情況。前景流量指在節(jié)點(diǎn)間應(yīng)用層的流量。其背景流量和前景流量在應(yīng)用中共同完成一個(gè)完整的流量模型。

在對(duì)局域網(wǎng)的檢測(cè)及測(cè)量中，通常使用SNMP協(xié)議對(duì)流量進(jìn)行測(cè)量，是一種快速實(shí)用的方法。這里對(duì)政府辦公局域網(wǎng)的交換機(jī)和路由器端口的數(shù)據(jù)流入和流出進(jìn)行測(cè)試，表明在1月份時(shí)政府的流量明顯大于平時(shí)的流量，這表明由于年底的工作量的增加相關(guān)業(yè)務(wù)明顯大于平時(shí)。在相關(guān)部門用戶的業(yè)務(wù)相對(duì)固定時(shí)，其流量在相對(duì)幾周、幾個(gè)月相對(duì)固定具有明顯的相似性，但某些突發(fā)因素也會(huì)對(duì)相對(duì)固定性的流量造成破壞。

如下建模所示：

假定一時(shí)間序列N=N（x）其中x表示為x時(shí)間間隔t的達(dá)到的流量包數(shù)。則有N（x）=X（xt）-X（（n-1）t），其中X（t）表示時(shí)間t達(dá)到的包數(shù)。將N（x）看為一隨機(jī)過(guò)程，如果隨機(jī)過(guò)程N(yùn)（x）是平穩(wěn)的，表明該過(guò)程沒(méi)有特性規(guī)模，在時(shí)間上一節(jié)統(tǒng)計(jì)是相同的。如果N1，N2，N3，N4，N（x）不相關(guān)時(shí)，則R為0。

在建模的過(guò)程中，需對(duì)參數(shù)進(jìn)行一些相關(guān)的假設(shè)，但不能太過(guò)牽強(qiáng)否則會(huì)失去其實(shí)際意義。但如果得到其相關(guān)模型的聯(lián)系將對(duì)準(zhǔn)確把握網(wǎng)絡(luò)有實(shí)際的意義。