首页
manbetx官方网站
Manbetx手机版app
Manbetx手机版登录app
manbetx官方网站 > Manbetx手机版app >

如何实现校园分布式网络测量系统的应用设计

  互联网从诞生之日起就受到了人们的青睐。人们希望利用互联网技术来改变其生活方式,事实上,互联网技术经过几十年的长足发展,已经影响并改变了传统的生活、工作和学习等方式。互联网技术的发明可以说是人类发明史最伟大的杰作,随着网络规模的日益扩大、互联网用户数量激增和新的网络应用不断出现,用户对互联网资源的需求也急速增加,这就使得网络经常出现服务质量(QoS)低、网络阻塞严重等现象。尤其对于校园网用户来说,随着校园网络日益规模化和复杂化,其用户数量通常过万,当校园网用户访问公网(中国联通网络、中国移动网络、中国电信网络等)时一般会出现网络阻塞严重甚至会出现访问不可达等现象。在这些情况下,如何提高校园网用户服务质量是网络管理人员面临的重要问题。要有效地解决这些问题,首先就需要对网络进行

  本文所述测量系统主要是基于校园网络,实现一个具有分布式、可扩展性的网络测量平台。利用各种测量方法和测量工具,测量校园网访问公网和其他校园网络各种相关的网络性能参数。从而获得网络的状态信息,掌握和分析校园网络中各种性能参数,研究校园网多出口环境下的网络优化问题,为校园网络的优化提供有价值的参考。

  对于网络测量技术的研究始于20世纪70年代,随着网络技术的飞速发展,网络中出现的各种难以预测的问题日益增多,网络测量技术也越来越受到研究人员的关注。对于网络测量,目前没有一个统一的定义,人们只是形象地将网络测量描述为利用一些有效的方法和成熟的技术,通过使用软硬件工具来测试了解网络的运行状态、获得网络性能参数和网络行为指标等一系列活动的总称。网络测量技术主要包括以下几个方面:测量方法、测量对象、测量工具和测量结果的可视化等。

  由于测量方法分类较多,本文仅介绍几种最基本、最常用的分类方法。根据测量环境中测量节点数目的多少,可以分为基于单点的网络测量和基于多点的网络测量;根据被测者是否知情,可以分为协作式网络测量和非协作式网络测量;根据被测节点的位置,可以分为端到端的网络测量和分布式的网络测量;根据测量的行为方式,可以分为主动式网络测量和被动式网络测量。

  主动式网络测量方法是测量源节点向目标链路或者目标节点发送探测数据包,然后根据返回的网络性能参数来研究和分析网络的行为。主动测量方法非常易于在网络测量中实现,而且能以更加直接的方式来分析网络,可以全面掌握整个测量网络的行为特征。但是,主动测量方法也存在一定的缺陷,该方法在测量的过程中需要向网络中注入特定的探测流量,导致了网络中流量的增加。虽然探测流量很小,但是如果控制不当,也会在增加网络负荷的同时对网络性能结果产生一定的影响。

  被动式网络测量方法是通过在网络中特定的节点上安装探针和数据采集器等来收集流经该节点的网络流量,然后进行分析,提取业务特征进而获得网络性能数据。被动测量方法主要是通过在一个特殊点观察网络的行为,不会增加和修改网络的数据,对于网络负荷基本上没有影响,能够较为准确地反应网络中的性能。但是,从被动测量方法中捕获得到的包难以甚至不可能包括想要的某些信息,被动测量方法的适用范围较小,并且难以实现对网络整体的理解和网络端到端行为的理解,因此,被动测量方法主要用在带宽测量和流量测量等方面。另一方面,由于被动测量方法可以直接获得该节点上的数据,可能会造成信息泄露等安全方面的问题。

  根据网络测量的对象,可以分为网络拓扑发现、网络流量监控、网络性能测量和路由探测等方面。其中,对网络性能的测量最能够反映网络服务质量的高低。网络性能参数主要包括:基于网络层的性能指标(单向延时、往返延时、丢包率、带宽、可连通性等),基于传输层性能指标和基于应用层性能指标。路由探测主要是测量源节点和目的节点链路之间所包含的各路由信息状态。通过分析测量路径,能够发现网络中是否存在故障。例如,可以发现链路中是否出现中断不可达问题、路由器的配置问题、环路问题以及路径的冗余等问题。本系统主要从网络性能和路由探测两方面进行研究设计。

  测量工具是测量网络行为特征的重要组成部分。目前,测量工具主要有:基于网络性能的测量工具ping、fping、pathchar、traceroute等,基于流量的测量工具iperf、netperf、netflow、nettramet等,基于拓扑发现的工具skitter、GASP等,基于路由选择的工具traceroute、ASExplorer、RouteRracker等。网络测量工具的选取对于网络测量结果有着重要的影响。本系统主要使用基于网络性能(ping、traceroute)和路由选择(traceroute)两大方面的测量工具。

  本系统主要通过在不同区域的高校部署客户端测量节点,实现一个分布式可协作的测量系统。其体系结构设计如图1所示。

  该系统主要使用主动测量方法,测量节点通过主动测量工具探测网络上的目标节点,主要涉及到的测量参数包括带宽、延时、丢包率、可连通性和节点间的路径等,通过对这些参数的返回值进行分析处理,并把测量结果以图形化的方式显示在客户端Web服务器上。

  系统主要分为服务器和客户端两大部分,采用的是B/S结构。服务器节点主要负责客户端节点的注册、管理和监测节点状态,向客户端节点分配测量任务,保存客户端节点返回的测量结果,显示已经部署好的客户端节点拓扑分布图并能够通过服务器端直接访问客户端节点。客户端节点主要完成测量任务,但是,它又不是完全意义上的客户端,当有其他客户端节点请求该节点进行协助测量时,此时该客户端节点又可以转变成为被请求客户端节点的服务器。客户端的主要功能包括:对服务器分配的任务进行测量并且保存和传送测量结果,本地用户的添加、删除、修改等管理操作,协助其他客户端节点完成测量任务,图形化显示出测量结果等。

  根据网络测量系统的体系结构,网络测量系统从功能上又可以划分为通信控制模块、数据收集模块、数据分析和处理模块、数据存储模块和结果的可视化显示模块等。

  通信控制模块主要完成服务器向客户端分配任务、客户端向服务器发送心跳数据、客户端节点测量结果的传输等。为了保证数据在网络传输过程中的安全性,自定义并设计了通信协议,利用socket通信来完成基于TCP协议的可靠传输。图2所示是客户端和服务器端的通信流程。

  在数据收集模块中主要使用ping、fping、traceroute等主动测量工具向测量目标节点发送ICMP数据包,利用测量返回值得到性能参数。由于主动测量方法会增加网络的负荷,因此选择数据包较小的ping工具,而且在测量的过程中使用定长的时间间隔(客户端还可以根据需要修改间隔时间,默认的情况下是5min)进行采样,这样就可以缓解网络中由于负荷过重可能导致的网络阻塞。

  由于网络中各种因素的影响可能使每次测量的结果偏差较大,为了减少误差,使测量结果能够更好地反映实际情况,对测量结果求均差和方差等一系列分析处理,并把处理后的结果保存到数据文件中。

  服务器端使用mysql数据库来保存节点、用户、测量任务等相关数据。同时,服务器对测量结果的保存采取文件的方式,每个测量节点的测量对象对应有2个文件,其中一个文件保存历史纪录,另一个文件保存最近的一次测量纪录。客户端数据库采用RRD结构形式,优点在于数据的保存与绘图。每个测量对象对应一个RRD文件,保存对应测量结果。RRD文件的结构如下图所示,每一行都是上面一行若干数据的平均值,在记录超出后自动删除旧数据,保持记录数不变,这样只需保存少量的数据,减少日记文件的平均。其结构如图3所示。

  使用rrdtool画图工具将保存到文件里面的数据绘制成二维图形,以Web的形式在客户端显示出来。为了更好更全面地反映网络性能,以利于管理者分析和发现网络中的问题,在结果显示模块中将会同时显示每小时、每天、每周和每月的测量结果。

  本系统在清华大学部署了一个服务器节点和一个客户端节点,以下数据均来源于清华大学网络中心部署的1台客户端节点的测量结果。

  图4显示的是一周内测量节点到中国银行站点的往返延时和访问中国银行主页需要的下载时间结果。从中可以发现测量结果具有很强的相似性和规律性。图5显示的是一天之内测量中国银行的往返延时和访问中国银行主页需要的下载时间结果。可以看出在白天8点以后下载时间和往返延时明显增加,分析可能到了访问高峰期。

  图6显示的是清华大学网络中心到交通银行网站节点的路径,不同深度的灰色代表节点往返延时(RTT)处在不同的时间范围,从最小的深灰色(小于15 ms)到最高的白色(大于120 ms)。可以在图6中直观地看到前面三跳其往返延时较小说明可能在同一个校园网中,紧接着往返延时变大,说明可能跳出校网网络。根据大量路径测量结果可以发现校园网是否存在冗余路径和一些配置问题,进而进行优化改进。

  本系统经测试运行良好,其测量结果能够较为客观地反映网络性能,为网络管理者提供一个有效的辅助工具。但是本系统没有考虑到基于IPv6网络相关性能测量,因此下一阶段需要继续完善以能够更好地实现基于IPv4和IPv6同时测量。

  2016年12月,某区监控系统LED显示屏故障,为确保相关调度工作及时到位,该区一线指挥部工作人员立....

  近日在山东省—韩国经贸合作交流会上,海尔集团公司总裁周云杰介绍了海尔卡奥斯工业互联网平台的情况,并表....

  中国移动广东分公司在业务和技术的创新上一直处在各省级公司的前沿,月活跃移动用户数量达1.03亿,广东....

  传统的果树浇水和施肥是完全分开的来作业的,先撒肥在浇水。这种作业方式相对水肥一体化管理既费时又费力。....

  据加拿大广播公司20日报道,加拿大广播电视和电信委员会在写给SpaceX的首席财务官布雷特·约翰逊(....

  近年来,随着互联网信息化的不断发展,各种形式的“区块链+”应用纷纷涌现,在这样的大环境下,拥有数万社....

  不仅要在业务上有所突破,金山云还必须要“跳出温室”。众所周知,金山系除了金山云,还包括办公、游戏等,....

  随着互联网普及率的不断增高,中国电商稳步发展,据数据显示,自2014年以来,电商市场一直都是以稳步上....

  在农业生产中,土壤水分的重要性不言而喻,在一定程度上影响着作物的生长和土壤的肥力状况。而为了促使作物....

  在常年累月的运行中,大坝的泄洪消能设施必然会出现磨蚀、露筋等损伤,传统的检测方式需要排水、清淤,再由....

  5G应用向垂直领域深入渗透,而普通群众如何切身感受5G的高效。中国智能终端操作系统产业联盟秘书长曹冬....

  顺应这个趋势,他于 16 年开启了牙医经纪人平台。初心就是让公立医院的牙医在下班之后也能看患者,“这....

  发布会后,OPPO副总裁、中国区总裁刘波也毫不避讳的直接回应:“这不只是你们的疑问,就连我们电视部门....

  对于在家办公,企业必须考虑的因素是员工住宅宽带的可靠性。在美国很多地区(特别是在偏远地区),宽带可能....

  以创新驱动数字化转型、智能引领高质量发展为主题的第三届数字中国建设峰会在福建省福州市举行。芯盾时代是....

  本文档的主要内容详细介绍的是使用串行DAC7513对语音信号进行采集的实验工程文件资料合集。

  统计和概率在数字信号处理中被用来描述信号和产生它们的过程。例如,DSP的主要用途是减少所采集数据中的....

  2020年进入第四季度,世界各国经济恢复情况不尽相同。中国将呈现怎样的经济态势?各因素交织会产生怎样....

  文章来源:工信微报 全面开启数字经济新时代十三五工业互联网发展回眸 2018年、2019年我国工业互....

  在8月30日下午2020年工业互联网大会工业联网网络分论坛上,航天云网天智公司总经理纪丰伟以边缘计算....

  导 读 在近日召开的重庆市大数据产业人才联盟第一届第二次理事长会议上,由重庆市大数据产业人才联盟与中....

  “直通乌镇”全球互联网大赛去年首次举办,是世界互联网大会的重要板块。今年大赛推出全新赛制,分网络初赛....

  “我希望中国人都有点航天情结,能够了解航天、关注航天,希望更多年轻人加入到这个队伍中来,真正为航天强....

  为帮助行业厘清智能制造未来发展脉络、推动智能制造成熟落地,物联网智库携手挚物AIoT研究院、树根互联....

  同时,广州农商银行为满足市场需求,在疫情防控期间发力线上对公金融服务,同时个人网银推出多种金融服务。....

  导读:我们都知道互联网改变了世界,但互联网改变世界的背后,其实是因为存在了这些厉害的程序员,今天乐乐....

  史蒂夫乔布斯 (1955年2011年),美国发明家、企业家、美国苹果公司联合创始人。乔布斯是美国最伟....

  大疆精灵4 RTK无人机的变高航带功能可对输电线月份大疆行业应用发布了精灵 Phantom 4 RTK 的 V2.5 版本,其中一个核心新功能就是....

  随着现代化企业的不断发展,连锁门店等分支机构在迅速增多,这不仅大大增加了现场管理的工作量,同时也对管....

  未来,集团将继续大力推进“5G+”计划、深化基于规模的价值经营、推动CHBN全向发力,实现全年通信服....

  当下,企业进行数字化、智能化和信息化的转型已是大势所趋,产业互联网的发展备受关注。作为人工智能企业代....

  “我们在进入超材料领域时,连‘超材料’这个名字都没有,即使在美国,它都是最新、最前沿的领域。”光启技....

  2020年10月19日中国上海燧原科技作为国内首家实现人工智能云端训练商业化的初创公司,于 10月1....

  疫情以来,北京已经实施了多项稳就业和支持中小微企业的政策,从推动复工复产、减租降费增贷到加速实现消费....

  二手手机电商平台转转宣布,原锤子科技CEO罗永浩将出任转转品牌推广大使,并召开了“旧机发布会”,加码....

  能搞好科研之人不少,能做好企业之人亦不在少数。但能同时做好科研和企业之人却不多见。能既做好科研、企业....

  在被问到对于直播电商未来一年的发展判断时,45.2%的品牌商表示很有信心,认为它会继续保持高速发展;....

  UH4000 多功能系列硬度计适用于大批量生产实验室和生产车间。 它有两种不同的配置, 分别为 UH....

  在固网宽带业务方面,疫情防控常态化驱动宽带组网和提速需求明显提高。本集团坚持理性规范竞争,积极发挥宽....

  张江企业乐鑫信息科技(上海)有限公司(以下简称乐鑫科技)成为首批在科创板上市的企业。 开市第一天,2....

  在本次论坛上,IDG资本合伙人牛奎光围绕《硬科技带动供给侧改革》发表了主题演讲。 报道 投资界P....

  重要信息 10月19日消息,中国国际商业航天高峰论坛今天在湖北武汉举行。记者从论坛上了解到,我国正在....

  10月31日,领教工坊将连续举办了八届的中国企业家私人董事会年会,升格为美好企业嘉年华,并特邀重磅嘉....

  随着我们进入互联网时代,路由器逐渐成为了我们生活中重要的伙伴。自1986年第一款路由器诞生以来,路由....

  10月20日,“万种业兴 丰蔬谷里”——第四届中国江苏蔬菜种业博览会暨谷里街道庆祝2020年中国农民....

  10月18日,2020全球工业互联网大会于沈阳市新世界博览馆盛大开幕。本届大会云集国内外知名学者、院....

  上海市崇明区体育局局长姚李超在欢迎辞中说,长三角5G·AI赋能文体旅产业论坛在崇明陈家镇召开,标志着....

  “乌镇5G未来城镇运营中心是中国移动雄安产业研究院联合浙江移动共同为乌镇政府量身打造的智慧城市运营管....

  Bank 4.0(银行)时代,网络的功能和价值不仅是传统意义上的联接和连通,更成为决定金融智慧大脑运....

  据山东能源集团党委书记、董事长李希勇介绍,目前山东能源集团已研发攻关“先进电液控及传感器、采煤机智能....

  3d线上展示平台为企业提供了全天候网上推介、供采对接、直播营销、在线洽谈等功能,不少外贸企业通过线上直播吸引了大批客户,“...

  我每秒能采集1000个电压数据,我想把这1000个电压转化成1000个电偶的温度,该怎么处理呢? 我自己试了试编程,但是结果变成了每...

  Appium是移动端自动化测试工具,可以快捷地为iOS和Android平台创建测试方案。通过模拟App内部的点击、左右滑动、输入、复制...

  如今,数据采集系统很多,有基于数字信号处理器 DSP 设计的,也有基于现场可编程门阵列 FPGA 设计的,这些采集系统尽管采...

  蓝牙网关都能连接什么设备呢?可以连接几个设备?Cassia蓝牙网关是一款强大的无线-04 15:14

  5G如何助力工业物联网 制造和工业组织承受着巨大的压力,需要尽可能提高流程效率。从解开生产线上的瓶颈,到简化昂贵设备的维护...

  一。准备工作 硬件:Raspberry Pi 4 Model B、移远EC20 4G模组、4G天线、物联网卡(本次使用的是联通卡)、电源线(两条...

  由于项目需要,使用了ATK-RM04。 分享下使用心得吧。 首先串口速率最大到230400.在高就上不去了。 第二,发送大量数据,...

  现在在做一个项目,准确地说就是买一个基于安装智能手机或IOS的APP;功能是:通过手机开启远程摄像头实现现场监控。 问...

  NI-9219采集卡,官网显示采样率100S/s,在采集程序中设置采样率100,但效果不佳,目测就一秒钟就更新了电压2次,但采集仍是10...

  • 上一篇:重庆石柱:产业发展挑起脱贫大梁

  • 下一篇:没有了