种指标来了僻网络的运行状况和性能优劣，阿络测量是
深＾认识网络特性的重要手段也是实臆流量Ｉ程进
对月络测量的重视程度也不新增加每年都有许多针对
网络测量领域的学术会议比较著名的会议包括ＰＡＭ ＩＭＣ和ＷＮＭ。
行网络管理和优化设计的重要依据进而为从事网络理 论和技术研究及工程开发人员提供帮助和支持。
艟着因特同的应用和发展用于网络蔫■的协议也 在不断发展。早期的网络测■协议包括简单同络管理协议
即测量结果应该能够反映嘲结的真实情况。 网络测量涉及对象复杂多样测量内容广泛测量 数据庞杂需婪多种测量方法予以支持。具体来说可 毗从测量方式测量点位置测■参与者测■时间粒
度等角度加以分类。
络的性能和流量进行测量。例如在接＾路由器和边界 路由器等位置可以对同路流量进行测■也可以针对 特定业务流选用的特定路径实施基于路径的测量。
其工作原理如圈１所示。
式收集网络中传输的数据包信令敷据包或者管理信息 进而获得同络状态和性能参敷。被动测■不必发送额外 的测■包不会对同络自身行为造威影响收集到的数 据主要用于同络流量测量和各种流量分析包括流量中 各种应用业务构成的分折报文的长度分布分析接报 文到迭的时间分析流量的规律厦分析网络利用率和网络
ＤＩＧＩＴＣＷ，。。
万方数据
Ｔｅｃｈｎｏ…ｉｎｇｙ Ａｎａ．）ｙ．ｓｉｓ．Ｄ删■
技术分析
将统计和分析结果呈现给用户。
基于流的流量测■主要是对同络中的流进行测量和
常会将捕获的分组或相关散据存储在一个本地或远程数
据库以便于对教据进行管理和分析。考虑到捕获的敬
分析以掌握月络的流量特性如各种拂议的使用情况 业务的服务性能和用户的行为特征等。罔络流量测■广
“删。”．“冀。：∞ｗｉ
技术分析
协议汀砒岍｝等被动测■协议有口流信患输＾协议
ＣＩＰＦＩＸ）和口觳据包抽样协议规范ＩＰＳＡＭＰ）等。 这些研究Ｉ作使ｍ网络测量的理论和方法技术殛
【ＩＰＭＰ］单向主动测量佛议｛ＯＷ．斛ＶＩＰｌ和双向主动涌量
能获得网络局部数据其准确度依轴于蔫量装置的性能 和统计分析算法＃且迹会带来隐私和安全问题．实践中 主动测量和被动测量方法往往结台起来使用前者适台
于网络性能测量而后者用于网络流量测量．自前的主 动测量Ｉ晃主要基于ＴＣＰｆｌＰ中的相关协议如ＩｃＭＰ ＴＣＰ和ＵＤＰ。被动测量可以基于ＳＮＭＰ怫议来实现也
Ｉ具等方面取得７长足的发展。有效性高速测量准 确性和实时性是ＩＰ同络耐同络测■技术的基本要求。ＩＰ 两结测■的研究和开关的Ｉ
作组如实时流测量工作组（ＲＴＦＭ）定义了实时的流测 量体幕结构和方法ＩＰＦＩＸＩ作组定义７ ＩＰ流信息输出
处理的系统结构［ＰＰＭ Ｉ作组定义７ ＩＰ网络上数据传
输质量性能和可靠性相＊的一组参数．这些Ｉ作组定 义了大量网络测量相关的性能指标并剃定了一幕列相 关的标准和协议。随着网络测量研究的深八国际社会
要内窖它可以全面了解网络性能包括时延丢包率 和带宽测■等。端到端业务质■测量是进行同络业务质 量监控和管理的ｔ要手段。
：、Ｍ络测量方法
同络测量方法应该满足＝个方面的要求稳健性 即被测同络的轻微变化不会使测量方法失效．可重复性
即同样的网络条件下多坡测量结果应该一致．准确性
网络内部设备测■是一种被动测量方法通常采用 ＳＮＭＰ协议在相关两络设备上通过抽样统计的方法对网
法来估测网络流量．端到端性能鼹量是ｌＰ两结测■的重
丹测量结果采用统计推理等方法推测同络内部链路 节点的性能参数。在同络测量工具和系统方面国内外 厂商推出了太■面向研究韵网络测■系统和面向弼络适 营维护的商用系统。另外按照系统测量的对象测量 系统可分为流量测量系统性能测量系统业务质量测 量系统和综台测量平台等。
女前基于ＴＣＰ／ＩＰ拂议的【Ｐ网络是世界上规模最大
关的标准化研究。从１９９６年开始ＩＥＴＦ就开始７流量
应用最广泛的网络。但是ｌＰ网络存在一些固有的缺蛸 如服务质量难以保证无法确保网络安全等等。为７ 提高网络资源利用率尽可能为用户提供高质量的服务 需要能够艇时准确全面地了解网络的性能和ｉ行状况
以此对同络实施有靛的管理．网络测量就是针对这一需 求■提出的它遵照一定的方法技术和标准利用某 种测量手段和Ｉ具通过测试表证隔络状态和性能的各
复杂其两络涌量研究工作意义重大并面临许多新的技
【赡薹ｌ
目镕性《测■和＊价是肚■月络４≈日Ｒ月镕譬４自目结 １８Ｈ＃∞ｔｇ｝Ｒ．车Ｚ筒￥自目７目铅涮■∞发展自
Ｅ
术问题。早在２０世纪７０年代Ｖ＇ｍｔ Ｃｅｆｆ就在ＡＲＰＡＮＥＴ 上开展了性能测量的项目但直到９０年代初ｌＰ网络测量
ｎ镕７ｌＰ目镕≈■的＊ｅ＊Ｂ＃７§＃月■＾§详目
型和方甚测量Ｉ具和系统等方面开展Ｉ作。在测量方
可以甩数据包捕获方式来实现．
法上为７连接厨络内韶的性能和状态近年来网络推
测方法Ｉ如同络断层扫描）得到了重视和发展利用部
接照实施同络测量的位置可将同络测■方法分为 网络边缘涮■和同姥内部设备（如交换机和路由器等｝ 测量。网络边缘测量Ｒ需边缘主机的参与而不需要网 络核心设备的Ｅ合通常僧助干网络推测方法来获得两 络内部的相美参数。周络边缘涌量主要是对网络端到端 业务的性能进行测量也可以基于网结流量矩阵估计方
额外的测■包不会对网络自身行为造成影响测量结 根据测■指标的时间粒度和用途又可以将测量分为 长期测量和短期测量。长期测量通过对网络流量性能 ｔ字＿Ｂ＆＃ 根据测量环境中测量站的数量和分布可以把网络 测量分威单点测量和多点测■。在月络测量研究的早期 网络规模较小主要采用的是单点测量通过一十测量
站进行厨络性能测试。对于大规模同络测■的情况需 要在厨结中的很多地点部署测量站进行分布式多点凋量
的研究才渐成体系。此后美国国家科学基金会ｆＮＳＦ）
推动７因特同涌量Ｉ作的进展国际上许多机构和大学
＊建７目结＊ｔ∞！种＊键拄女包＃目培性《■■目镕 ∞ｔ％●Ｈ月％￥谢拽￥．
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目络■■±砩蒲■被动■■∞｝目墙臂８协议目络
＊ｇ日镕
都威ｉ７与网络测■相关的组织敦国也有许多高校开
展７ ｌＰ两络测■的研究和开发工作。研究网络测量量 重要最活跃的组织是因特同工程任务组ＩｌＥＴ［：｝此外 ＩＴＩＪＪ为了满足提供基于ＪＰ业务的需要也开展了ＩＰ相
Ｉ￥ＮＭＰ）远程监控协议ｌＲＭＯＮ Ｊ和因特网控村报文协
一、网络测量的发展历程
随着园特同规模的迅速扩犬业务种类的增多因
特同的流量日盐庞杂并且它的控制机制和行为特征Ｂ益
议ｆＩＣＭＰ）等。近年来ＩＥＴＦ制定７一系列有关ｍ网络 测量的协议。其中着名的主动测量协议有ＩＰ测量协议
ＤＩＧＩＴＯＷ。，。。 万方数据
得到比较详尽的综台的大规模两结数据及单点测量所
得不到的交ｉ路由信息。现在的多数网绐测量体系郡采
用分布式多点测■如ＮｌＭｉ ＮＬＡＮＰ．和［ＥＰＭ等。
果较主动测量更为准确。但是被动测量实现复杂只
万方数据
Ｅ一。ｍ茹塑：？：：：：。：：：．。』：：。：。。
目前的测量方法不同程度地存在～些缺陷并限制了 现有测■Ｉ具的使用能力主要表现在如下几方面．回 络测量催鞔于特定的网络协议ｌ如ＴＣｐ／ＬＰ协议ＳＮＭＰ
需要采用适女的聚集规则收集的擞据包括流的数量 流比特速率流大小和流分布等。在ｌＰ两络中流指的
是一对端点２问传送的具有相同特征ｆ包括源目的地
分析缺乏有效的流量测量和分析系统。传统的基于网 络管理协议的测量幕统的典型做法是利用ＳＮＭＰ挤议 对屑络重点链路和接＾点进行流量监视和统计或者利
用远程网络监控（ＲＭＯＮ）探测对部丹端口进行流■采 集和监视。 ＩＥＴＦ标准化组织于１９９０年提出ＳＮＭＰ协议定义
定偏差。
耘于自浩系统内部节点或路由器之间的协作出于网结 安全和商业利益每原因有些自浩系统并不对外开放
难以实现内部节点或路由器的协作与信息交流．大部分 的测量Ｉ具功能单一Ｒ能具有针对性地测量某个或某
当前正在使用的主动测量工具太多数采取如下日
种模式利用Ｐｉｎｇ疑其钎生Ｉ具测量到特定主机的时《
几个性能指标有些方法与Ｉ具还需要进行特殊的假设
测量信息的传输为网络造成７咐加流量可能会影响到
和分组丢失井对其规律进行统计分析利用Ｔｒａｃｅｍｕｔｅ 爱其衍生工具滴■到特定主机的路由并分析路由的动 老变化规律及其对同络性能的影响：利用分组对或丹组 火车等带宽测量技术估算端到端路径的瓶颈带宽和有
效带宽井分析带亮的变化规律爱其对月络性能的影响． 利用分组探测或者莸取路由信息的方法跟踪和探漏网
络中注＾特定的探测包通过对探涮包穿越网络而发生 特性变化的分析得到网络状态和性能参数。例如同 络测试命争Ｐｉｎｇ通过发送］ＣＭＰ挥测包可以获得两络往 返时延丢包率与连通性等参数。 主动测量不依鞍于被测对象的焉■能力适台端刘 端的网络性能测量．它的缺点在于注＾的操测包不仅会 占用网络资源而且台对网络本身的运行状况造成影响 测量结果往往台有一定偏差。目此主动测■方法Ｂ顼 设法把对同络的影响减到最小。被动测量在网络中的关 键设备和节点上部署测■装置捕获数据包并进行统计分 析进而获得网络状态和性能参数。披动测量不必发送
同路的运行在网络高负载的情浣下￡法进行测量。
三、网络测量技术
ＩＰ两络测量技术是实施网络蔫■的基础包括网络 澍量体系结构网络性能测量技术同结流量蒲量技术
业务流量演■技求同络推测方法和同络测■协议等内窖。
络拓扑结构并利用可视化Ｉ具对其进行图形化显示。
被动测量可以分为基于数据包捕获协议分析的测量
网络性能测量是分析网络运行状态服务质量的前 提是实施网络性能管理改善业务质量的基本手段．
根据测量参与者是否鼹意主动配台可将网络测量
分为协作式测量和非协作式测量。擤作式测量是指需要 披测同络的配台而进行的同络测■如路由器饰作的测
根据测■过程中是吾向网络内注＾探涌包可以将
量ｆｐ＊ｓｉｖｅ㈣…ｃＪ。主动测量根据删量需要向网
测■方式分为主动测量｛ａｃｔｉｖｅｍｃ～ｅｍｅｎｔ）和被动测