計算機網絡的檢測評估研究

文/李猛，鄆城中醫醫院

隨著企業網絡工程開發，網絡建設長足發展，但同時存在不少問題，如很多網絡交付使用后運行中存在很多問題，達不到設計要求，網絡投資巨大，為保證網絡建設規范，網絡項目完工后進行試驗驗收十分必要。目前國內尚無可操作性網絡性能檢測標準，FLU KE等網絡測試儀器根據網絡使用管理經驗提供網絡性能參數工具，IETF發布關于網絡互連設備的性能基準測試，但無響應性能測試標準。不能很好的達到規范網絡檢測的目的，在網絡性能標準方面進行研究，介紹一些工作思路，以期引起更多的同行關注網絡性能研究，提高我國網絡性能測試技術水平。

1 網絡檢測評估內容

目前山東計算機網絡以以太網為主，標準制定針對以太網制定。實際的網絡有很大的差異，如何制定操作性強的網絡檢測標準是技術難點，網絡檢測應面向綜合布線系統，性能統計分析與統計分析局限性。

首先考慮網絡由線纜、網絡互連設備構成，網絡的正常運行基于綜合布線合格，應對布線進行測試，保證布線符合標準。網絡實際測試中，網絡的利用率，網絡錯誤率等對網絡性能有很好的指標作用。網絡的利用率平均值達到40%性能下降，正常的網絡利用率平均值不能超過40%。網絡出現過多錯誤幀會影響網絡性能，分析錯誤幀有利于網絡故障定位。如發現有延遲碰撞可能違反了IEEE8 02.3規范，播率過大戶影響網絡性能，網絡應避免廣播風暴，網絡碰撞過多會降低網絡效率。

最初通過收集實際網絡數據制定網絡檢測評估標準，但實際網絡檢測中統計分析反映數據鏈路層狀況，難以解決子網劃分是否正確，路由設置問題，網絡數據包丟失情況，網絡的擁塞控制能力。解決相關問題是考察網絡設計的基礎用戶最關心網絡端到端的吞吐量問題，吞吐量支配應用持續時間，決定用戶感覺性能。通過統計分析難以檢測網絡端吞吐量。

2 基于路徑的網絡性能基準測試

許多基于路徑的網絡性能參數屬性依賴于測量用數據包類型，一個聯通性度量依賴于測試數據被發送到普通的端口，或使用無效的IP校驗碼，引入P類型的概念，可以討論通常的P類型連通性，一些度量可能大量使用P類型定義，一個度量值依賴數據包類型，度量名稱包括定義類型，可以不定義連通性，以IP端口-HT-TP連通性度量，必須選擇測量用類型數據包。

引入連通性可以檢測網絡連通狀況，檢測網絡子網劃分情況，通過連通性測試可測試防火墻等功能，難以用其他方式測試，連通性定義未指明特定類型，根據實際定義使用P類型，如測試防火墻時HTTP數據包可通過防火墻。取樣時使用泊松有效，取樣原因是看被測量度量中存在類型的變差，可能與網絡不同節點有關，平常的收集樣本方法在固定時間間隔單獨測量，周期取樣簡單，但如果檢測度量展現為周期性，可能出現觀測僅為周期行為一部分，重復周期性擾亂可能放大影響。

合理的途徑是基于隨機取樣，樣本被隨機產生間隔分離，隨機取樣非發生在固定時間間隔內，泊松取樣能滿足以上條件。如G(t)為有比率λ，可以證明G(t)=1-cxp(-λ*t)，新樣本達不到預期，取樣行動影響網絡狀態為漸進無偏差，不傾向于產生同步，可收集具有周期行為測量值。按泊松過程定義樣本避免自同步影響，捕獲無偏差的樣本，泊松過程受網絡影響，測試包非依照泊松分布達到Ds t,.

端到端主機延遲與閾值相差很大，延遲不確定使得支持許多實時應用困難，對傳輸層協議支持高帶變寬困難.最小值提供穿越路徑低負載下延遲指示。通過測試路徑延遲發現設置不正確路由，延遲過大可能是路由設置問題，延遲可以體現網絡擁塞控制能力，多數路徑延遲小于5ms,延遲大表明網絡發生擁塞，一條經交換設備路徑延遲起伏不大，網絡利用率較高延遲差別較大。值能指示網絡持續擁塞程度，往返延遲中包括設備響應時間，服務器響應時間對網絡性能影響很大。

端到端時間包丟失大于閾值應用不能執行，數據包丟失多傳輸協議支持高帶寬困難。數據包丟失取均值，是計算的數據包丟失率。用戶最關心網絡中端到端吞吐量，吞吐量支配應用持續時間，選擇好的度量衡量網絡性能十分重要。很多研究者研究網絡吞吐量同延遲丟失率關系，研究發現吞吐量同延遲有密切的關系。RFC2581定義TCP執行使用標準擁塞控制算法，文檔在運行時允許很大的自由，使用擁塞控制算法進行最新進展。傳輸算法為吞吐量度量標準化帶來困難，允許多樣性導致不同執行產生度量不可對比性，吞吐量度量必須比IETF協議更緊密的定義。

實際工作中很多用戶對系統的文檔不重視，網絡升級改造時無響應參考文檔，增加對重要文檔的要求，包括網絡拓撲結構圖，網絡設計方案等。

3 實踐實施效果

山東地方標準計算機網絡測評在2000年由技術監督局發布實施，對山東新聞大廈信息系統及對家網絡進行測試，得到良好的效果。證明方案具有可操作性，地方性標準有待在實踐中證明其正確性，使其在實踐中不斷完善。