計算機網絡系統的性能評測

朱秀娟 葉娜 李彪

摘 要：計算機網絡系統是由眾多計算機和通訊設備，按照一定的網絡協議連接而成的信息集合系統，通過各種軟件、硬件協調工作來滿足人們的功能需求。本文簡要介紹了計算機網絡系統的組成結構，并詳細分析了網絡系統評測方法和性能指標，具有很強的實際意義。

關鍵詞：計算機；網絡系統；性能；評測

計算機網絡系統是由眾多計算機和通訊設備，按照一定的網絡協議連接而成的信息集合系統，通過各種軟件、硬件協調工作來滿足人們的功能需求。隨著計算機技術的發展，基于網絡技術的應用系統成為人們生活中不可或缺的部分，與此同時，網絡系統變得越來越復雜，人們對系統的性能要求也越來越高，如何實現對網絡系統的有效評測成為技術人員的研究熱點。本文簡要介紹了計算機網絡系統的組成結構，并詳細分析了網絡系統評測方法和性能指標，具有很強的實際意義。

1 計算機網絡系統的組成結構

1.1 網絡系統的硬件設備

一個完整的網絡系統主要有硬件部分和軟件部分組成，硬件是一切功能實現的基礎和前提，主要包括路由器、網卡、交換機、集線器、無線電臺等等。路由器是不同網絡互聯的工具，能夠實現不同網絡之間的數據傳輸，從而組成更大的網絡；網卡又稱作網絡適配器，用來連接計算機和網絡硬件設備；交換機主要實現局域網內部的數據傳輸，傳輸方式有無碎片直輸、存儲轉發和直通三種方式；無線電臺是無線網絡中的工具，一般用在遠程傳輸，在現代通訊中應用越來越廣泛。

1.2 資源子網和通訊子網

一般情況下，根據邏輯功能的不同，可以將計算機網絡分為資源子網和通訊子網。資源子網用來實現網絡資源的共享和提供網絡服務功能，由計算機系統、連接設備、終端控制器和各種軟件信息資源組成。通訊子網負載對信息進行傳輸、傳接、加工和變換，由網絡通訊設備和相關軟件組成。

2 網絡系統性能測評方法

網絡系統性能是網絡自身的特性，與終端用戶及用戶操作無關，主要表征系統設計、系統配置、系統維護性能的好壞。評測所涉及的內容很多，如測量方式是被動還是主動，發送測量包是什么類型的，對發送與截取測量實行何種采用方式等等。

2.1 主動與被動測量

主動測量是指測試人員通過向服務器發送測試包，以獲取相關性能指標，這種測試方法的優點就是對硬件設備要求很低，不依賴于被測對象，但卻會給網絡增加額外通訊負荷，在一定程度上測試效果。被動測量方式對硬件要求比較高，依賴測量鏈路上的通訊流量或被測節點的負載，通過檢測服務器性能、資源使用、用戶端業務性能來判斷網絡系統性能的好壞。在通常情況下，為了取得最佳評測效果，網絡性能評測采取主被動混合測量的方法。

2.2 單點測試與多點測試

根據測量點數的不同，可以分成單點和多點測試方法。在網絡發展初期，測量人員一般采用單點測試方法，它具有很強的網絡測探能力，但搜集的信息量有限，不能應用于現代復雜的大型網絡系統，多點測量方式應用而生，尤其是多點主動測量，能有效測量大規模的網絡數據和交叉路由信息。

2.3 應用層測量與網絡層測量

應用層測量主要為了對網絡商提供的業務進行性能對比，用來測量客服機和服務器、網絡鏈路之間的性能參數。網絡層測量技術是隨著通訊濾波技術發展而生的新型傳測量技術，能有效評估網絡鏈路、路由器、服務等網絡節點的性能。

3 網絡系統性能評測的指標與分析

評價一個網絡系統性能的好壞的指標很多，主要包括以下幾點：

3.1 連通性

連通性是網絡系統的基本指標和屬性，表述連通性的參數主要有時間透明性參數和語意透明性參數，網絡時延、時延抖動是表征連通性的主要指標。語意透明性反應了業務的可用性，成為考核網絡性能的一個重要參數。

3.2 網絡帶寬

帶寬是衡量網絡傳輸能力的重要參數，指單位時間內物理鏈路能傳輸的最大比特值，也可以稱作傳輸速度。它可以分為可用帶寬和瓶頸帶寬，可用帶寬指在網絡路徑存在流量的情況下，能夠提供給業務的最大吞吐量，瓶頸帶寬則反映了路徑的靜態特征，指通路中沒有背景流量時網絡能提供的最大吞吐量。

3.3 IP包性能指標

IP包性能是評價網絡性能最重要指標之一，包括IP包時延變換、IP包傳輸時延、誤差率、丟失率等等，許多因素會導致數據包出錯，對數據進行準確評估和預測需要借助一定的數學模型，常用的方法有HMM模型、DHMM模型、貝努力模型等等。

3.4 流量參數

隨著網絡結構復雜化、業務量高突發性，建立流量模型變得越來越重要。早期主要借鑒PSTN流量模型來描述網絡流量，后來基于自相似模型的流量建模研究和應用得到大力發展，如小波理論及布朗運動模型等。流量參數是網絡性能的重要指標，流量抽樣測量研究已成為高速網絡流量測試的研究重點。

綜上所述，計算機網絡系統的性能測量技術還值得大力研究，比如：性能指標的量化問題、測量與分析結果的可視化、海量數據的分析方法和測量體系的構建等等，相信隨著計算機技術發展和相關理論的完善，人們對網絡系統的認識會更加深刻，也會不斷提高計算機網絡系統的各項性能。

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