IP組播性能評價指標測試方法研究

◆劉 勇 孫寧偉

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IP組播性能評價指標測試方法研究

◆劉 勇 孫寧偉

（中國人民解放軍91655部隊 北京 100036）

本文根據前期相關標準和研究成果給出的性能評價指標的集，分別對組播應用協議的性能評價指標的測試方法進行研究，涉及的性能評價指標包括連通性、轉發延遲、開銷、時延抖動、丟包率、可用帶寬、數據包亂序比。相關的測試方法可以為下一步IP組播性能評價奠定基礎。

IP組播；指標體系；測試方法

0 引言

對指標集中的每個指標分別給出定量測試是分析網絡性能進行網絡性能管理的基礎。本文研究IP組播性能評價指標集合各項指標測試方法，為組播網絡性能評價奠定基礎。

1 網絡組播性能評價指標定義

根據不同應用類型關注的性能評價指標的敏感情況分析，本課題研究的性能指標概括包括吞吐量、傳輸延遲、傳輸抖動、丟包率。

上述性能指標的定義與單播性能指標的含義具有較大差異，結合文獻[1]關于RFC 2432中有關組播性能指標的定義的研究，以及常用的網絡性能指標，對吞吐量、傳輸延遲（在RFC 2432中稱為轉發延遲）、開銷、容量、傳輸抖動（又稱為時延抖動）、丟包率、帶寬、數據包亂序比等8類13個性能指標。

2 組播應用協議性能評價指標測試方法研究

初步確定組播的性能測量指標及測試方法如下：

下列指標都是針對指定屬性組播的，以組播組地址224.0.0.22為例，組播屬性指組播地址以及UDP端口號。

2.1 連通性測試

指從作為組播源主機A到目的主機B的網絡路徑上能否正確傳輸組播報文。

測試方法：

（3）主機B向組播地址224.0.0.22發送IGMP JOIN報文，組地址，偵聽UDP端口，正確接收測試報文，則應用連通性為是，測試結束；如果時間內未收到測試報文，則應用可連通性為否，測試結束。

為了能夠更好的反映網絡的變化，可以通過在單位時間內重復進行該指標測試，從而計算得到應用協議的連通率，即可連通次數與測試次數的百分比。

2.2 轉發延遲測試

在組播協議能夠正確傳輸的條件下，組播報文從組播源主機A到目的主機B的網絡路徑傳輸所經歷的延遲時間。

測試方法：

（3）主機B向組播地址224.0.0.22發送IGMP JOIN報文，組地址，偵聽UDP端口，等待接收組播報文；

2.3 開銷測試

在組播協議能夠正確傳輸的條件下，目的主機B從加入組播組到收到組播報文所經歷的延遲時間。

組播組加入延遲測試方法：

（3）主機B向組播地址224.0.0.22發送IGMP JOIN報文，組地址，記錄時間，偵聽UDP端口，等待接收組播報文；

為了能夠更好的反映網絡的變化，可以通過在單位時間內重復進行該指標測試，從而計算得到組播加入時延的平均值。

與此相對應，還可以測試組離開延遲。

2.4 時延抖動測試

在組播協議能夠正確傳輸的條件下，一系列組播報文從組播源主機A到目的主機B的網絡路徑傳輸所經歷的延遲時間的變化。

（3）主機B向組播地址224.0.0.22發送IGMP JOIN報文，組地址，偵聽UDP端口，等待接收組播報文；

2.5 丟包率測試

指在應用協議可連通的前提下，從組播源主機A到目的主機B的網絡路徑上傳輸給定長度組播應用報文，丟包數與報文總數的百分比。該指標可以為視頻系統設置幀速率提供依據。

測試方法：

（3）主機B向組播地址224.0.0.22發送IGMP JOIN報文，組地址，偵聽UDP端口，等待接收組播報文；

2.6 可用帶寬測試

指在組播應用協議可通的前提下，從組播源主機A到目的主機B的網絡路徑上應用協議的可用帶寬，即路徑上可支持的組播協議報文最大傳輸速率，單位為字節/秒（Bbps）。同樣采用自擁塞方法。

測試方法：

指標會受到客戶端數目多少以及客戶端拓撲分布的影響，因此需要在不同客戶端數量和不同網絡拓撲結構的情況下進行多次測量。

2.7 數據包亂序比測試

指在應用協議可連通的前提下，從組播源主機A到目的主機B的網絡路徑上傳輸給定長度組播應用報文，發生亂序報文數與接收到的報文總數的百分比。亂序的判定規則參照通用IP性能指標。

測試方法：

3 結束語

本文在前期IP組播性能評價指標體系構建的基礎上，重點研究了各類指標的測試方法，能夠為未來網絡性能評價的相關工作奠定基礎。

不足之處在于，性能指標的測試方法對時鐘準確性的要求尚未涉及，需要在后續工作中進一步考慮。

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海軍裝備研究院2014年青年科研基金（NAA-J201401-QJ0-ZD001）。