简介:关于本文可作为测量服务方面的大学硕士与本科毕业论文测量服务论文开题报告范文和职称论文论文写作参考文献下载。
IMSN是一个通用的,分布式的,可扩展（可自组织）的,基于服务的网络扩展（可自组织）的,基于服务的网络测量平台,通过可用带宽、延时等参数的测量等,更好地监控CNGI-CERNET2主干网的网络性能和服务质量.
文／李鹏飞杨家海
高校校园网IPv6技术升级改造项目的实施,对基于IPv6的网络运行管理和安全监控系统提出了很高的要求.一方面,现有的基于IPv4的校园网经过十多年的建设和发展,已经形成了一整套行之有效的管理措施、办法和相关的管理系统设施,校内的教师、学生和各个教学、行政和管理机构的办公已经高度依赖网络基础设施,相关的网络基础设施的管理运行必须确保安全、稳定、高效和可靠.另一方面,目前国内外市场上支持IPv6的网络运行管理及安全监控产品还少之又少.
高校校园网IPv6技术全面升级以后,将有大量用户通过CNCI-CERNET2主干网实现互访和对国际国内资源的使用与共享,将对CNGI-CERNET2主干网的运行管理和服务质量提出更高的要求.
清华大学在CNGI-CERNET2主干网项目建设和试运行期间,为了更好地监控网络的运行情况,自主开发了一套分布式的网络性能和服务质量监控系统( IMSN．Internet Measurement Service Network).基于这套系统,我们对CNGI-CERNET2主干网的性能和服务质量进行了近两年的监测和分析.
pms:物联网无线数据测量与控制智能终端及数据服务系统-济南大学论文范文776709836
IMSN体系结构
IMSN是一个通用的,分布式的,可扩展（可自组织）的,基于服务的网络测量平台.IMSN的层次化体系结构如图1所示.平台分三层
测量节点层是平台的最底层,测量节点可以分布于网络中的各种位置,采用主动的或被动的测量方法对网络特性进行测量,通过对测量工具的服务化封装,使之可方便地被用户访问.
测量服务层是平台的中间层,也是整个测量服务平台的核心,不同测量节点通过这一层相互交换测量数据和管理信息,单个或多个的测量节点可以组合起来向外提供测量服务,完成特定的测量任务；同时,多个基础测量服务也可以组合起来形成一个高层的服务并对外发布.
测量应用层是平台的顶层,各种测量应用在测量服务层的基础上开展,测量应用可以向用户提供终端或可视化的图形接口.平台服务
测量服务平台环境应该包含的服务可以分为基础测量服务、测量数据服务、测量应用服务以及平台基础服务等,并以服务组件的形式进行实现,从而实现良好的通用性.
基础测量服务、测量数据服务、测量应用服务是向外提供的功能性服务,均可以提供访问接口,不同类型的用户可以根据需要调用相应的测量服务以及对服务进行组合应用.平台基础服务是平台的组织与管理核心,它本身不提供功能性的测量服务,而是负责测量节点服务的加入,撤销以及它们之间的组织方式、服务授权等工作.
按自治域部署服务实例
由于Web Service良好的模块化效果,原子服务是否在相同自治（逻辑）域,对服务调用并没有本质的影响,而有影响的部分在于平台相关的服务方面.由于平台基础服务需要维护所有服务的信息,服务的注册查找等操作都要通过平台基础服务来完成,因此使用一个平台基础服务的实例来维护所有的原子服务信息是不现实的.同时考虑到自治域通常是按不同的ISP划分的,ISP一般会希望对自己域内的服务实行一定的权限控制,不会让所有服务都对所有用户公开,因此按自治域来进行平台基础服务实例的部署是比较合适的方案.同时,即使是在同一个自治域中,出于管理上的方便,也可以部署多个平台基础服务的实例,将整个域人为地划分为若干个逻辑域,不同的逻辑域之间也需要通过平台基础服务来完成服务的查找等操作.
因此,IMSN体系结构框架还必须考虑多个平台基础服务实例间进行交互的问题,这种情况同时包括在不同自治域和同一自治域但不同逻辑域的情况,但实际上没有本质的区别,为简便起见,我们统称这类问题为跨域协作问题.跨域协作问题主要由平台基础服务处理.
测量参数的四种服务方式
IMSN性能测量系统目前提供了以下性能参数的测量端到端连通性、端到端传输时延（和每条链路的传输时延）、端到端丢包率、端到端（可用）带宽、基于以上参数的性能评价参数（可配置）等.
对于以上每种性能参数的测量,至少提供以下几种服务方式：
1.即时发起的测量：用户在发起测量请求后可以实时看到测量结果；
2．论文范文定时的测量任务：用户指定测量任务、测量开始时间、测量持续时间、每次测量间隔等参数,系统返回论文范文成功或失败的信息；
3．查看论文范文任务测量数据：用户配置论文范文任务的显示方式,系统准实时显示测量结果；
4.支持用户论文范文视图,按组查看多个任务的测量结果数据.
IMSN性能测量系统作为一个完全分布式的系统,在CNGI-CERNET2主干网25个核心节点的22节点进行部署.北京、南京、上海等节点实际上早在2008年初就部署了IMSN的早期版本,规模部署（或更新）于2010年3月开始,到4月全部部署完毕.个别节点（浙江大学节点、北京大学节点和北京邮电大学节点）由于设备和网络等条件限制,没有部署服务.IMSN系统对CNGI-CERNET2主干网进行连通性、时延、丢包和可用带宽的测量.部署了测量服务的节点在图2中以蓝色标出,未部署的节点以红色标出.同时,由于上一代性能测量系统的数据库存放在南京节点,因此新系统的数据中心服务Agent也部署在了南京节点,同时将旧系统的测量数据分批导人了新系统的数据库.在北京节点部署了Client和Manager组件.
限于篇幅,本节着重对其中可用带宽和传输时延的测量结果进行分析.
可用带宽测量分析
端到端可用带宽是衡量网络服务质量的重要指标之一,IMSN将开源的IPerf工具封装为一个基本的测量服务集成到系统中.图3是IMSN系统针对CNCI-CERNET2主干网各核心节点之间的端到端可用带宽测量结果的一个截图.
从图2我们知道,目前CNGI-CERNET2主干网各链路的带宽在2.5Gbps到lOGbps之间,而从图3可以看出,所有端到端路径的可用带宽都在lOOMbps以下.从运行的网管系统中,我们了解到,尽管CNGI-CERNET2的主干链路,如北京到武汉到广州的链路,利用率已经很高,网络流量实际上已经很大,但不至于使用到可用带宽只有几十兆的地步.
实际上,测量结果不准确的根本原因在于测量服务器所在的网络环境.如图4所示.
测量服务器通过lOOMbps的线路连接到核心路由器下的交换机上,而核心路由器之间的线路则是2.5Gbps或者lOGbps.而IPerf只能做到端到端的测量,且测量出来的只是瓶颈链路的可用带宽.因此,当核心链路的可用带宽大于lOOMbps的时候,两个测量服务器之间的窄链路就是从测量服务器到核心路由器的这段路径.因此不幸的是,在我们测量服务的网络环境下,测量得到的仅仅是测量服务器到核心路由器这条链路的可用带宽,并不是我们更感兴趣的主干链路的可用带宽.
由此看来,由于特殊的网络环境,一般的测量可用带宽的工具无法得到我们感兴趣的主干链路的带宽（除非服务器以更高的速率,如10G直接接人核心路由器）.如何利用处于低容量下的测量探针测量其他高容量链路的可用带宽,是我们在CNCI-CERNET2网络环境下必须面对的问题.本文针对这种情况下的网络测量进行了深入研究并提出了相应的算法,这是我们的性能测量系统应当改进的方向.
尽管如此,由于我们的测量服务器通常位于所在学校的校园网内,而主干路由器则直接连接CNGI-CERNET2主干网各核心节点,因此,目前的测量数据可从一定程度上反映测量服务器所在节点的校园网到CNGI-CERNET2主干网的带宽利用情况,还具备一定的分析价值.
从图3还可看出,有个别链路的带宽数据是明显偏低的.比如广州到郑州的路径,其一周内的测量带宽数据如图5所示.
从图5可以看出,带宽呈周期性波动,在20Mbps较低的水平上持续一段时间,然后在90Mbps较高的水平上持续一段时间.再进一步细看,可以看出可用带宽在每天0点左右有一个跳变,从20Mbps左右跳至90Mbps左右,而在早上7点左右又反方向跳变回20Mbps.武汉到郑州的链路带宽也是类似的情况.经过与郑州节点运行人员的交流,排除了运行管理策略限制的可能,证实了郑州的测量服务器通过校园网出口上连到CNCI_CERNE&,acute,r2主干路由器,因此会受到校园网带宽应用的影响.结合一般大学每天0点到7点对学生宿舍熄灯控制的实际情况,这段时间的网络负载确实较轻,而一旦恢复供电,网络负载会立刻恢复到较高的水平.正是对学生宿舍的断电限制,导致校园网到CNGI-CERNET2主干的可用带宽出现周期性波动.
从历史的角度来分析,我们也可以得到一定的收获.图6为上海到南京方向2008年2月到2009年10月的带宽测量数据曲线图.我们可以看出,在这一年半的时间里,总体的可用带宽趋势是下降的,这也从另一个侧面验证了CNGI-CERNET2的负载不断增大的事实.同时,在2008年4月和8月有两次比较明显的可用带宽下降,我们推测应当是卜海方面新部署了带宽消耗型的应用.实际上,上海交通大学基于IPv6的网络电视大约在2008年4月开始对全教育网开放,而2008年8月正好是北京奥运会时期,CNGI-CERNET2上部署了IPv6奥运论文范文网站,同时由于收看网络转播,带宽的消耗肯定会增加.由此可见,带宽的测量数据与实际的应用事件是吻合的.
总体来说,通过带宽测量的数据,我们可以在一定程度上掌握测量主机所在校园网与CNGI-CERNET2主1二网直接的网络带宽利用情况,并且基于较长时间段的历史数据分析,可以得出带宽应用的变化趋势,可以帮助网络管理人员得到网络运行的基本情况.但是,由于测量设备条件和工具的限制,暂时不能准确测量主干链路的可用带宽,这是未来需要改进的方面.延时测量分析
端到端双向时延是衡量网络服务质量的另一个重要指标.IMSN将ping命令封装为一个基本的测量服务并集成到系统中.图7是IMSN系统针对CNGI-CERNET2主干网各核心节点之间的端到端双向时延测量结果的一个截图.
从图7可以看出,两点之间的时延数据基本与两点间地理位置的距离呈正比.地理位置越远,链路的传输距离就越长,因此时延也会随之增大.但总的来说,大部分链路的时间都在80ms以下,对于一般的网络应用,是不会造成影响的.
我们仍用上海到南京方向2008年2月到2009年10月的数据来做对比,如图8所示.
从图8可以看出,链路的时延（均值）在这一年半的时间内呈缓慢上升的趋势.这也进一步验证了CNCI-CERNET2的负载越来越重的事实.
为了更好地研究网络传输情况,除了随机选取的节点间的测量之外,我们增加了几个测量任务.选用成都一重庆一武汉一南京一上海这条链路进行实验.该段链路的拓扑结构及时延如图9所示.
图9表示相邻两节点之间的时延,以及从成都出发到其它节点的时延.数据使用相同时间段的2天的测量数据的平均值.路由追踪结果表明,从成都到上海的数据包的确按照成都一重庆一武汉一南京一上海的路线进行传递,而图9可以看作端到端时延和逐跳时延的对比.
从成都到武汉的端到端时延测量为20.53ms,而逐跳时延,从成都一重庆测量为6,88ms,重庆一武汉为13.90ms.因此有：13.9+6.88等于20.78.
从成都到南京的端到端时延测量为30.14ms,而逐跳时延,从成都一重庆测量为6.88ms,重庆一武汉为13.90ms,武汉一南京为9.86ms.13.9+6.88+9.86等于30.64.
从成都到上海的端到端时延测量为3 6.61ms,而逐跳时延,从成都一重庆测量为6.88ms,重庆一武汉为13.90ms,武汉一南京为9.86ms,南京到上海为6.77ms.因此有：13.9+6.88+9.86+6.77等于37.41.
从数据可以清楚地看出,端到端时延比逐跳时延相加所得的数值要稍小,而且跳数越多,小得越多,大约每增加一跳这个差值增加0.2ms.
从理论E分析,网络中一个分组的时延应该包括3个部分,即传输延迟、传播延迟和路llh延迟.第n次测量的端到端时延T,计算公式如下：
其中,L为数据包的长度,Ci为第i条链路的带宽,di为第i条链路的物理长度,vi为第i条链路的传播速率,P为数据包在第i个路由器上的处理时延,qi为数据包在第i个路由器上的排队时延.
由于每次探测使用相同的工具和探测包,且时延数据是多次测量取平均的结果,因此可以近似地认为在每次测量结果中,链路的带宽保持在一个相对稳定的数值,因此对于任意的m和n,我们有：
而d和v是由链路的物理特性决定,在每次测量中也不会有变化.因此,路径端到端时延与逐跳时延之和的差别应该就在于路由时延上.
路由时延中的排队时延qi本质上仍然是由链路的利用率决定的,当链路繁忙时,数据报文在路由器发生排队的可能性就会增大,而且排队时延是与链路繁忙程度成正比的.由于我们采用多次测量取平均值的算法,基本上避免了突发流量的影响,所以可以近似地认为在每次测量结果中,路由器的排队时延都是相等的.
因此,造成路径端到端时延与逐跳时延之和差异的主要因素应该是路由器的处理时延p．.对于直接测量端到端的报文,经过每一跳路由器的时候,路由器直接将报文转发到下一个路由器,我们假设转发所需的时间是psi；而测量逐跳时延的报文在到达目的路由器的时候,路由器会分析报文的内容,同时构造响应报文,然后将报文返回,我们假设这些操作所需的时间是pri,那么根据测量结果,我们可以有：
pri - psi>,0
而且,该差值应当与路由器的型号、操作系统版本等密切相关,如果在路径上的所有路由器都使用相同的型号,且操作系统等环境也基本相同,那么对V/,j应该有：
pri- psi等于 pri - psi,
实验数据也支持这一结果,随着跳数的增加,端到端时延与逐跳时延之和的差值基本符合等差数列.
由此,我们基于端到端时延与逐跳时延的测量数据分析,验证了时延的组成,发现了路由器转发与响应处理的耗时规律,即处理日的地为本机的报文比直接转发报文要消耗更多的时间.
随着CNCI试商用项目的完成,100所高校将逐步过渡到IPv6校园网,并通过CNGI-CERNET2主干网实现互联,对主干网的运行管理提出了很高的要求.我们要在前期试验的基础上进一步总结运行监控的经验,完善监控系统IMSN和主干网运行监控的体系,为第一批试商用IPv6用户提供高质量的网络服务.
（作者单位为清华大学信息网络工程研究中心）
总结：此文是一篇测量服务论文范文,为你的毕业论文写作提供有价值的参考。
pms引用文献:
[1] it服务管理学论文题目 it服务管理论文题目怎么定
[2] 保险服务相关论文选题 保险服务专业论文题目怎么拟
[3] 餐饮服务方向论文题目 餐饮服务论文标题怎么定
