基于校园网的端到端性能测量研究

论文摘要

随着网络用户和网络新应用的不断增加,网络的规模和复杂性日益提高,网络需要提供更高的服务质量。因此网络的性能和网络的总体运行情况是网络用户、网络管理人员和服务提供商都迫切关注的内容。网络性能测量就是通过对网络进行测量来获取网络的性能参数,以准确的、可靠的测量数据来描述网络的性能,对网络的总体运行状态做一个恰当的评估,并据此确定网络的问题所在,进一步解决问题使网络性能得到优化,从而达到人们对网络性能的要求。本文首先阐述当今网络发展面临的挑战和网络测量的重要意义,之后阐述了网络测量的基本概念,详细分析各种网络测量方式的特点及这些测量方式所存在的问题,然后针对学校校园网的特点,确定了一种基于校园网的端到端被动测量方案,最后通过利用Libnet开发包设计包含特定内容的测量数据包,和使用Winpcap开发包对网络中的测量数据包进行捕获识别,在校园网局部实现了端到端的被动测量,并比较端到端主动测量和被动测量的结果,由此分析校园网环境下被动测量在端到端性能测量中的应用情况。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 论文研究的背景
• 1.1.1 网络发展面临的问题和挑战
• 1.1.2 网络性能测量研究的重要性
• 1.2 国内外的研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.2.3 存在的问题
• 1.3 课题研究的意义
• 1.4 研究内容及创新点
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 创新点
• 1.5 文章的结构
• 1.6 本章小节
• 第二章 网络测量研究概述
• 2.1 网络测量的基本概念
• 2.2 网络测量方式
• 2.2.1 主动测量方式和被动测量方式
• 2.2.2 单向路径测量方式和往返路径测量方式
• 2.3 网络性能指标体系
• 2.3.1 网络性能参数
• 2.3.2 性能参数间的关系
• 2.3.3 网络性能参数的层次模型
• 2.4 本章小节
• 第三章 基于被动测量的校园网端到端性能测量技术
• 3.1 校园网网络拓扑特点
• 3.2 基于校园网络拓扑特点的测量方式
• 3.3 端到端被动测量的原理
• 3.4 端到端的被动测量技术
• 3.4.1 测量包的构造技术
• 3.4.1.1 测量包的内容和功能
• 3.4.1.2 构造、修改测量包的原理
• 3.4.1.3 测量包的数据结构和构造技术
• 3.4.2 测量包构造和发送流程和关键算法
• 3.4.2.1 ICMP时间戳数据包的存储结构
• 3.4.2.2 ICMP时间戳数据包的构造和发送流程和算法实现
• 3.4.3 测量包识别技术
• 3.4.3.1 测量包的捕获技术
• 3.4.3.2 测量包的分解技术
• 3.4.3.3 测量包的分析技术
• 3.4.4 ICMP时间戳数据包的分解分析流程和关键算法
• 3.5 测量结果分析技术
• 3.5.1 周期采样
• 3.5.2 随机附加采样
• 3.5.3 泊松采样
• 3.5.3.1 泊松采样的采样点产生方法
• 3.5.3.2 泊松采样的算法实现
• 3.6 本章小节
• 第四章 系统设计及实现
• 4.1 系统原型框架
• 4.2 各模块的具体功能
• 4.3 ICMP时间戳测量数据包的具体内容
• 4.4 端到端性能测量的的实现
• 4.4.1 端到端主动测量的实现
• 4.4.1.1 主动测量流程图
• 4.4.1.2 主动测量的算法实现
• 4.4.2 端到端被动测量的实现
• 4.4.2.1 被动测量的流程图
• 4.4.2.2 被动测量的算法实现
• 4.5 实验结果
• 4.5.1 网络空闲的实验结果
• 4.5.1.1 被动测量的实验结果
• 4.5.1.2 主动测量的实验结果
• 4.5.2 网络繁忙时的实验结果
• 4.5.2.1 被动测量的实验结果
• 4.5.2.2 主动测量的实验结果
• 4.5.3 端到端的被动测量与主动测量的测量结果比较
• 4.6 本章小节
• 第五章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的论文
• 附录