（信号与信息处理专业论文）基于主动测量的ip网络qos研究与实现.pdf

独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他 教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名：l 吾塑义同期：功坦3 丁 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借 阅：学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它 复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在年解密后适用本授权书。非保密论 文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人签名：1 虱塑曼 日期： 导师签名：盘! 查日期： 2 - o o 3 了 力f 口弓萝 基于主动测量的i p 网络o o s 研究与实现 摘要 随着i n t e m e t 不断扩大以及新业务的涌现，网络技术对人们日常 生活的影响越来越大，同时网络自身也在不断发生着变化。在i n t e m e t 的变化中，最突出的就是网络从单纯的数据传送发展到多媒体信息的 传送。这种变化动摇了i n t e r n e t 设计的理论根基，使得网络流量模型 从基于伯松分布变为基于自相似。正是为了了解这样的巨大变化对用 户所带来的影响，i n t e m e t 网络测量近年来越发受到关注。网络测量 是以技术手段更加详细地了解网络的各项指标，从而更好地设计和管 理网络。i n t e m e t 网络测量能够为互联网用户得到高质量、高安全的 服务提供有效的保障。 本文首先对网络测量的现状、分类和方法进行了介绍，引出了主 动网络测量的概念与原理。接着提出了i p 网络主动测量的意义、内 容和框架。然后根据当前用户的需求，设计并实现了i p 网络主动测 量系统非法路由监测系统与网站服务质量监测系统，并详细地介 绍了系统的组织框架，各个层次的设计原理，以及部分功能模块的底 层技术细节。最后通过对数据呈现模块的讲解展示了系统的功能。 关键词：网络测量主动测量服务质量 r e s e a r c ha n di m p l e m e n t a t l 0 no fi p n e t w o r kq o sb a s e do na c t i v em e a s u r e m e n t a st h ei n t e m e ti sc o n s t a n t l ye x p a n d i n ga n dn e wb u s i n e s se m e r g i n g ， n e t w o r kt e c h n o l o g yh a sb e e ni n c r e a s i n g l ya f f e c t i n go u rd a i l yl i f e a tt h e s a m et i m e ，t h en e t w o r ki t s e l fi sa l s o c o n s t a n t l yu n d e r g o i n gc h a n g e s a m o n gt h ec h a n g e s ，t h em o s tr e m a r k a b l eo n ei st h ee v o l u t i o nf r o mp u r e d a t at r a n s f e rt om u l t i m e d i ai n f o r m a t i o nt r a n s f e r i th a ss h a c k e dt h e t h e o r e t i cr o o t so fi n t e r n e td e s i g n i n g ，l e a d i n gt h en e t w o r kt r a f f i cm o d e l f r o mb e r t h o nd i s t r i b u t i o n - b a s e dt os e l fs i m i l a r i t y - b a s e d g r e a ta t t e n t i o n h a sb e e np a i dt on e t w o r km e a s u r e m e n ts oa st ol e a r nt h ei m p a c tu p o n u s e r s b r o u g h tb y s u c hs i g n i f i c a n tc h a n g e s v i at e c h n i c a lm e t h o d s ， n e t w o r km e a s u r e m e n tm a y h e l pt os t u d yv a r i o u si n d e xi nd e t a i l ，w h i c h ，i n t u m ，w i l li n s p i r eb e t t e rn e t w o r kd e s i g n i n ga n dm a n a g e m e n t t h ei n t e r n e t n e t w o r km e a s u r e m e n tw i l lg i v et h eu s e r st h eg u a r a n t e eo fh i g h - q u a l i t y a n dh i g h - s e c u r i t ys e r v i c e s t h i st h e s i sb e g a nw i t hc o m p r e h e n s i v ei n t r o d u c t i o nt ot h ep r e s e n t s i t u a t i o n ，c l a s s i f i c a t i o na n dm e t h o d o l o g yo fn e t w o r km e a s u r e m e n t ， f o l l o w e db yt h ec o n c e p ta n dp r i n c i p l eo fp o s i t i v en e t w o r km e a s u r e m e n t s e c o n d l y ，w ep r o p o s e dt h es i g n i f i c a n c e ，c o n t e n ta n df r a m e w o r ko fa c t i v e m e a s u r e m e n tu p o ni pn e t w o r k t h e n ，w ed e s i g n e da n dr e a l i z e da ni p n e t w o r kp o s i t i v em e a s u r e m e n ts y s t e m ，w h i c hi n c l u d e dt h ei l l e g a lr o u t e d e t e c t i n gs y s t e m a n dt h en e t w o r kq o s d e t e c t i n gs y s t e m t h e f r a m e w o r ko ft h es y s t e m s ，t h ed e s i g n i n g p r i n c i p l e so fa l ll e v e l sa n db a s i c t e c h n i q u e d e t a i l so fs o m ef u n c t i o n a ls e c t i o n sw e r e s p e c i f i c a l l y d e m o n s t r a t e d f i n a l l y ，t h ef u n c t i o n so ft h es y s t e m sw e r eu n f o l d e db y i l l u s t r a t i n gt h ed a t ar e n d e r i n gm o d u l e k e yw o r d s ：n e t w o r km e a s u r e m e n t , a c t i v em e a s u r e m e n t ，o o s 目录 第一章绪论1 1 1研究背景1 1 2研究意义2 1 3论文结构3 第二章网络测量的研究现状、分类与方法4 2 1 网络测量概述与研究现状4 2 1 1 网络测量概述4 2 1 2 网络测量的近年发展4 2 2网络测量分类7 2 3网络测量方法8 2 3 1 主动测量8 2 3 2 被动测量9 2 3 3 主动测量与被动测量结合1 0 第三章i p 网络主动测量1 1 3 1i p 网络主动测量方式1 1 3 1 1i p i c 御层的主动测量1 l 3 1 2 传输层和应用层的主动测量1 2 3 1 3 基于i p h p 协议的主动测量1 2 3 2i p 网络测量内容1 3 3 2 1i p 网络性能测量1 3 3 2 2i p 网络流量测量1 5 3 2 3i p 网络拓扑测量1 7 3 3i p 网络主动测量的体系结构1 7 第四章基于主动测量i p 网络测量系统的实现2 0 4 1主动i p 网络测量系统介绍与架构2 0 4 2主动i p 网络测最系统测最内容2 1 4 2 1 非法路由监测系统2 1 4 2 2 网站服务质量监测系统2 4 4 3主动i p 网络测量系统的实现2 6 4 3 1 监测点的实现2 6 4 3 2 数据汇聚服务器的实现3 0 4 3 3 数据呈现服务器的实现3 2 第五章总结与展望3 9 参考文献4 1 致谢4 2 攻读硕士期间发表论文目录4 3 基于主动测量的坤网络q o s 研究与实现 1 1研究背景 第一章绪论 上世纪6 0 年代末，i n t c r n e t 在a r p a n e t ( 美国国防部高级研究计划局网络) 的 基础上，慢慢形成了雏形，刚开始的十几年中它主要服务于科研教育部门。到了 1 9 8 0 年，t c p i p 协议正式问世，美国的d a r p a ( m 防部高级研究计划局) 以极低的 价格供各界试用，来推广t c p i p ，并资助b b n 公司将其部署到当时十分流行的 b s d ( b e r k e l e ys o f t w a r ed i s t r i b u t i o n s ) u n i x 中，再加上不同网络之间互联互通的 迫切需要，促使t c p h p 协议的迅速普及( 目前主要采用、，4 版本) 。到9 0 年代初期， i n t e m e t 的巨大发展要归功于在c e r n ( 位于瑞士的欧洲粒子物理实验室) 工作的物 理学家t i mb e m e r s l e e 发明了w o r l dw i d ew e b ，使用超文本标记语言( h y p e r - t e x t m a r k u pl a n g u a g e ，h t m l ) 可以使得网页中包含超文本连接，普通用户可以通过浏 览器自由地链接到网络上的多种信息，从而使得i n t e m e t 成为了全球人类交互信 息的最便利的手段之一。而到了今天，i n t e r n e t 出现了空前的繁荣，除了传统的 电子邮件、浏览、聊天、网络新闻等业务外，新的业务类型不断涌现，例如口 电话、网上视频服务、远程教育、网上银行、在线交易、网络广告、短信服务、 网上人才服务、网络游戏等等。i n t e m e t 虽然在我国发展较晚，但从1 9 9 8 年来一 直处于高速发展之中。到2 0 0 9 年年中，我国网民数达到了3 3 8 亿，宽带网民达3 2 亿，占总网民数的9 4 3 ，手机上网用户达1 5 5 亿。我国网民规模、宽带网民数、 国家顶级域名注册量( 1 2 9 6 万) - - 项指标稳居世界第一，互联网普及率稳步提升1 1 1 。 伴随i n t e m e t 技术和网络业务的飞速发展，用户对网络资源的需求空前增长， 网络也变得越来越复杂。由于不断增加的网络用户数量和新型的应用，导致现有 网络负担沉重，网络设备常常超负荷运转，从而引起网络性能大幅下降。 纵观在i n t e r n e t 的变化中，最突出的就是网络服务内容的巨大变化。网络从 以往单纯的数据传送发展到现在更多的多媒体信息的传送，网络流量形式也相应 的有了极大的改变。因此人们对现代互联网的性能特征、流量特征、可靠性和安 全性特征、网络行为模型等缺乏理解和精确描述的问题日益突出。随着网络的发 展，流媒体、视频会议、v 0 口、p 2 p 等新业务应用越来越普遍，占用的带宽也不 断的增加。网络流量的形式已经发生了极大的变化。这种变化动摇了i n t e m e t 设 计的理论根基，使得网络流量模型从基于伯松分布变为基于自相似。所以人们追 基于主动测量的口网络o o s 研究与实现 切需要加深对互联网进一步认识，提出了“网络测量 概念。通过收集数据或分 组的踪迹，显示和分析不同网络应用在网络中的分组活动情况，以便获得网络行 为指标和参数的第一手资料。 1 2 研究意义 人们对互联网的性能特征、流量特征、可靠性与安全性特征以及网络行为模 型等缺乏精确描述的问题已经严重影响到因特网的发展和对因特网更加有效的 利用，因此，许多专家提出应当更加深入地认识现有因特网的一些内在机制。对 于认识事物来说，首先就是要测量它，并精确的用数学语言表现出来。因此网络 测量便应运而生。对新业务的监测，研究其对网络和已有模型的影响，有助于了 解其网络特性和长期变化趋势，是为了能够对网络进行认识和控制的基础。 例如，为了更好的改善和管理网络的运行，网络管理者需要知道其网络的流 量情况和尽量多的流量信息。通过对网络流量的监测、数据采集和分析，给出详 细的流量分析报告，获得流量分布和流向分布、报文特性和协议分布特性，就可 以为网络规划、路由策略、资源和容量升级提供依据。采用网络测量中的流量监 测，不仅可以合理规划和优化网络性能，还可以实现基于流量的计费。通过网络 流量测量对用户上网时长、上网流量、网络业务以及目的网站数据分析，废弃目 前单一的包月制，实现基于带宽、时间段、应用、服务质量等更加灵活的计费标 准。网络性能测量可以实时监测网络状况，可以对网络应用状况进行监测与分析。 针对网络性能变化的突发性特性，通过实时监测网络性能，能获得网络的当前运 行状况，减轻维护人员的工作负担；能在网络出现故障或拥塞时发出自动告警， 在网络即将出现瓶颈前给出分析和预测。通过网络应用监测，可以了解网络上各 种协议的使用情况( 如w w w ，p o p 3 ，卸，b t 等协议) ，以及网络应用的使用情况， 研究者就可以据此研究新的协议与应用，网络提供者也可以据此更好的规划网 络。网络流量测量还可以对网络用户行为进行监测与分析1 2 1 。 总之，互联网的开放性使之成为了目前这样一种高度异构、开放的复杂系统。 我们对互联网的运行特性与内在本质知之甚少，从而给互联网的分析和管理带来 许多的困难。而网络测量是对网络行为进行特征化、对各项指标进行量化并充分 理解与正确认识互联网的最基本手段，它可以把互联网从技术层面上升到科学层 面，所以能够更好地反过来指导实践和应用。可以说，网络测量是了解互联网络 行为的最有效的途径，是对互联网进行控制的基础和前奏。 2 基于主动测量的m 网络q o s 研究与实现 1 3论文结构 论文分为四章，主要是围绕基于口网络q o s 的主动测量系统而展开各项研 究与实践。具体内容为：第一章是绪论，简介了课题的主要研究背景和全文论文 结构安排；第二章，通过对网络测量进行调研，概述了网络测量的方法、分类以 及最近的研究情况，给出了主动网络测量的概念。第三章，结合网络测量的主动 测量理论，并结合i p 网络以及现代主动i p 网络测量定义，提出了i p 网络q o s 主动测量系统的框架与定义。第四章，介绍了一个i p 网络q o s 主动测量系统的 项目具体实现，对系统的实现细节与两大功能进行了充分的描述，加强了理论与 实践结合。 3 基于主动测量的i p 网络o o s 研究与实现 第二章网络测量的研究现状、分类与方法 2 1 网络测量概述与研究现状 2 1 1 网络测量概述 网络测量就是利用软件和硬件工具，遵照一定的方法和技术来测试或验证表 征网络性能的指标的一系列动作的总和。网络测量包含如下三个要点：测量对象， 也就是被测量的链路和节点，以及待测量链路、节点或网络的某种或某些特性； 测量环境，包括测量点的如何选取，测量时间的如何确定，以及通信链路、测量 设备的类型等；测量方法，也就是针对某一具体的网络行为指标，选取合适的测 量方法。测量方法应该满足三个方面的要求【3 】：a 、稳健性，即被测网络的轻微 变化不会使测量方法失效；b 、可重复性，即同样的网络条件下，多次测量结果 应该一致；3 、准确性，即测量结果应该能够反映网络的真实情况。从不同的角 度出发。可以对网络测量进行分类。 2 1 2 网络测量的近年发展 网络测量技术开始于2 0 世纪7 0 年代初，发展于8 0 年代并于9 0 年代渐成体系。 现在，在网络测量的方式、工具及流量的测量模型等方面都有了显著的发展。美 国在1 9 9 2 年开始着手i n t e r n e t 特征的研究，其中比较著名的项目有n i m i ( n a t i o n a l i n t e m e tm e a s u r e m e n ti n f r a s t r u c t u r e ) 。它是一个完整的网络测量基础框架，并且是 第个执行大规模端到端i n t e r a c t 行为测量的软件 4 1 。n i m i 主要采用主动测量技 术，主要目的是要测量全球的i n t e m e t ，致力于建立个可扩展的网络测量总体 基础框架。该架构在物理位置视图上对应北美、亚洲局部工作着的大量网络探测 点n p d ( n e t w o r kp r o b ed a e m o n ) ，n p d 是可协作工作的分布式测量平台。 n i m i 的主要特色有：支持多种测量规模，其原型系统可以支持1 0 3 个测量点 的规模，并较好解决了在测量规模里的n 2 网络规模( n 2m e s hs c a l i n g ) 问题；管 理人员对于n p d 有完全控制权，并能按需地转让授权。同时，n p d 可以按照最大 可能地自我配置；n p d 通信的测试数据包含有证书信息，n p d 可以通过访问控制 4 基于主动测量的口网络o o s 研究与实现 立标a c i 进行基于策略的授权。n p d 通过互相交互测试信息来获得对全局网络的 认识。如图2 1 所示。 一一c p o c 、 霉 监测点资源表 该表主要定义了监测点的一些基本信息。主要包括了监测点的i d 、m a c 地 址、口地址等标识信息。同时还有版本、端口、启动时间和系统信息等状态信 3 1 基于主动测量的m 网络o o s 研究与实现 息。 监测目标表 监测目标表定义了监测目标的信息。主要由监测目标名称、地址、创建时间 以及操作码。该表主要是用来定义各个创建的备选监测目标信息。 监测项表 该表定义了具体的监测信息。它的主键是由监测点i d 、监测目标名和监测 类型决定。然后通过监测类型、监测次数、监测时间间隔和附加参数表项表示对 监测点监测任务的进一步任务细化。 t r a c er o u t e 数据表 该表为监测结果表。它定义了有关非法路由检测相关的结果。主要表项有监 测时间、监测点d 和监测目标名组成的主键、监测点i p 、监测结果、结果状态 码等等。 w e b 检测数据表 该表为监测结果表。它定义了有关w e b 网络监测质量相关的结果。主要表 项有监测时间、监测点i d 和监测目标名组成的主键、监测点p 、监测结果状态、 以及一些跟w e b 网络服务质量相关的表项，如d n s 时延、s s l 时延、下载网页 时延、内嵌文件时延等。 4 3 3 数据呈现服务器的实现 数据呈现服务器是一个w e b 服务系统。其中服务器端主要使用了s t r e e t s 技 术，用户可以通过普通的浏览器，登录w e b 服务器，得到需要的信息。w e b 服 务器会通过用户在浏览器端提交的各种申请，通过直接与数据汇聚服务器中的应 用服务器通信提交用户的申请，再由应用服务器改变监测点的状态。或者，与数 据汇聚服务器中的数据库直接通信，得到各种监测点通过应用服务器上传的结 果，将结果进行各种统计分析按照用户要求呈现到用户面前。 数据呈现服务器从实现功能的角度来看，分为管理员认证，信息管理接口， 信息处理三个部分。各部分之间有着如图4 6 所示的结构。 基于主动测量的口网络o o s 研究与实现 p 0 s t g r c s q l 数据库( 应用服务器 今 、 害 读擘监测结果卜 应用服务器网 络接口 。 结果分析 1r 用户认证结果显示任务修改 jl i ， w 曲浏览器 图4 击数据呈现服务器结构图 w e b 服务器是一个基于j 2 e e 的w e b 应用系统，其利用m v c 模式来实现 其体系结构。m v c 模式将交互式应用分成模型( m o d e l ) 、视图( v i e w ) 和控制 器( c o n t r o l l e r ) 三部分。模视i 虱( v i e w ) ：代表用户交互界面，对于w e b 应用来 说，可以概括为h t m l 界面，但有可能为x h t m l 、x m l 和a p p l e t 。随着应用 的复杂性和规模性，界面的处理也变得具有挑战性。模型( m o d e l ) ：就是业务流 程状态的处理以及业务规则的制定。业务流程的处理过程对其它层来说是黑箱 操作，模型接受视图请求的数据，并返回最终的处理结果。业务模型的设计可以 说是m v c 最主要的核心。控$ 0 ( c o n t r o l l e r ) ：可以理解为从用户接收请求，将模 型与视图匹配在一起，共同完成用户的请求。划分控制层的作用也很明显，它清 楚地告诉你，它就是一个分发器，选择什么样的模型，选择什么样的视图，可以 完成什么样的用户请求。控制层并不做任何的数据处理。使用m v c 模型，可以 使试图和逻辑处理分离，减少模块之间的耦合性，便于团体开发，提高开发效率 1 1 5 1 。如图4 7 所示。 基于主动测量的口网络o o s 研究与实现 图4 - 7m v c 模式设计结构 w e b 服务器使用了基于s t r u t s 框架实现m v c 模式。s t r u t s 是a p a c h e 基金会 的一个开源项目，它将s e r v l e t 2 2 和j s p l 1 标记用作实现的一部分，它由一组相 互协作的类、s e r v l e t 和j s p 标记，组成一个可重用的系统设计。它能够很好地帮 助j a v a 开发者利用j 2 e e 开发w e b 应用。s t r u c t s 框架的核心是一个弹性的控制 层，基于如j a v as e r v l e t s ，j a v a b e a n s ，r e s o u r c e b u n d l e s 与x m l 等标准技术，以 及j a k a r t ac o m m o n s 的一些类库。s t r u t s 有一组相互协作的类( 组件) 、s e r v l e t 以及j s pt a gl i b 组成。基于s t r u t s 构架的w e b 应用程序基本上符合j s pm o d e l 2 的 设计标准，可以说是一个传统m v c 设计模式的一种变化类型。s t r u t s 将设计模 式中“分离显示逻辑与业务逻辑 的能力发挥的淋漓尽致。因此，越来越多的大 型的w e b 应用项目的开发都纷纷采用s t r u t s 框架，或者借鉴s t r u t s 架构设计， 进行基于m v c 模式的应用系统的开发1 1 6 】。s t r u t s 原理图如图4 8 所示。 一一 = 卜_ 曰tagl i b r a r i e s 。圆 圈4 - 8s t r u t s r 作原理图 w e b 服务器界面效果如图4 - 9 - - 4 - 1 5 所示。 固 图4 - 9 管理系统界面 在界面中点击“监测点管理一即可进入监测点管理页面，在此页面上可以管 理监测点软件开启的监测点，包括查看、修改、删除监测点的操作。如图4 - 1 0 。 震荔纛毽覆荔罗露罨罨翼i 。撮维蜀? 汐露_ 妊矗7 。影“”焉 工程管理安全管理管理珐麓蠢吾毪嚣整墨恪改口令i退出融l 锄。譬资点管理 篮潮点名称： 所有益潮点 v 。起抬时问：| 2 钾睁萏i 竭石 对终止时阍：l 口 o 婚 翌丽 对；蠢i l l | ，笋警盛点名鼍琏款蠢搿地址翻嘲婀自动旋鑫启动砍羹嚣嘲详瓤信皇囊囊奠 1 疆过验证m i b i i 针锄o l 9 - 1 s1 5 ：细乏： 3 l 口 舀 x 2髓璩过验畦1 5 1 1 针2 0 0 9 4 p 1 41 1 1 ：2 1 ：1 9 ，_ = ：? i 2 口 昏 瓶：绦踩页次：i ，lt 页i - - 复 下一页末页麟溯：- 圆 图4 - 1 0 监测点管理界面 在图4 9 中点击路由跟踪检查项目管理就可以打开路由跟踪任务管理的页 面，可以在该页面上为每一个监测点分配监测任务，或者修改、删除监测任务。 如图4 - 1 1 所示。 基于主动测量的m 网络q o s 研究与实现 。? 7 警：| i j 堪? j ? ? 警謦_ j 茹碜? 甓鼋基j i 渺删黟 “一肿o t 一一 。、 “+ 1 一一 工茬首埋安全管蠢管理骑誊盔暑氇醴结曩謦改口令l墟出累蛲 圈4 11 路由监测任务管理页面 在图4 _ 9 中点击w e b 监测项目管理就可以打开w e b 监测任务管理页面，可以 通过该页面为每一个监测点分配、修改和删除监测任务。如图4 1 2 。 工茬管理安全管曩管理珐盛蠢著捻结果 7 7 巧7 ”4 魄荔7 “譬鬈缪缪 ， ；，撩作曼：_ 餮象甜潜：+ 修改口令i 退出系统 貔粤警蔓璧曼堡 他嘴涮目标射名：所有益翻目标 铋稠：殛匦墓鲎f 时终埘问：鳓阐司童明时互酽 j 阿 名囊 矬名 眦巍碉 倒建黼謦馥茂 1 i t 髓j j n i c r e s o f t h t ，：，- _ s i c r o z o f t c o - ， 2 0 0 9 - 9 - 2 51 5 ：1 1 ：5 6 舀 。 2 搬撇l e n r _ b b =h 姆：，f k n r h q l , 棚 谴锄椭1 4 ：2 4 ：s舀 共有：绦镰页次：l ，i 颤上_ 页下- 页束页聃到：口园 圈4 12w e b 监测任务管理页面 在图4 9 中点击查看监测结果后，w e b 服务器会以按可疑路由结果、监测点 d 与监测方式等三种方式组织查看结果形式。 基于主动测量的口网络o o s 研究与实现 接可哗婵看童嬲果。 蹦赫嗍：赫哆鳗：固豳时监黼止嗍：函面溺翌叼对画 廖孽膏曩羹 点n譬帽 盘一 羹凝叠瞳慷n 皇一a l n墨且蓉球箍曩 点名 址 直z 趼耘坎童 叠羹蠢 查看所有赫曩 lo o o l2 0 0 9 吨- t 61 6 ：5 4 ：1 2 5 4 ；目絮 “i 1 i 叔青同抽 2 0 6 1 9 0 6 0 3 t 蓦霹 瞄由嬲 口 图4 - 1 3 按可疑监测点查看页面 工程臂曩安全管理管理功麓蠢看麓赫曩 7 = 翟绷溯镧 粥嘲问： “磊 謦改口令l 退吐i l 蔓蔓鼬锺- - 雩堕曼 脚崦名靠所有监黼一i 1 献喇伺：赫；：石= 丽盈引对n j j 埘i e l ：i 2 0 0 口t 2 - t 8 舅时函门 图4 1 4 按监测点查看页面 3 7 基于主动测量的职网络q o s 研究与实现 工墨曹毫安全管曩管蔑功麓叠摹蛰箍曩 ，- m p ” 。”二j * 努 _ 吲”獬 粼e 篇”7 置釉搁： 謦改口令i 堤出景境 乙孽由暖蠢捡舅结是 脚崦名_ 所有监黼 - ! 趋蜘恫：! 抛i f i oj 时磐衄惘：窒堕落抽：舅01 对百i 1 可量量 点n| 重明 量孽目# i 删且簟l 雌 y g5 96 4 1 6 ii g t 馆观“1 6 1 1 f 憎6 4 1 6 t1 4 f f 竹瓴8 4 i 1 计 t 98 4 1 6 1 1 9 y n6 4 1 6 1l 钉 n舶6 41 6 1i g y n冀6 4 j s t 1 孵 n舅8 4 1 6 1 1 5 f f 嵋to鞠6 4 1 6 1 i 盯 氲1 0 9 一1 2 - 2 鲥 2 0 - 1 2 - 0 3 2 日1 8 2 0 固 2 0 0 9 - 1 2 - - 0 3 2 04 8 ：l ，t s 2 0 0 9 - 1 2 - - 0 3 2 0 b1 2 盯l 如0 9 - 1 2 0 3 盯镗l 2 0 口鲁1 2 ( 3 3 2 0 惦幅s 氆 2 0 0 9 - t 2 2 0 6 2 2 d 0 卜1 2 2 0 惦葛t 2 0 0 9 - 1 2 咱 2 0 ：4 5 ：2 92 l 锄- - 1 2 - 0 3 2 0 ：4 4 ：3 4 ： i c y s t 3 e y l 8 1 2 e y b 8 1 1 咖1 0 l j h i 幢 l t i z d - ，“ d i 2 2 1 器ll 期成功 擞l o 已h 1 1 , 4 重功 i n 1 4i 毖i腑 1 2 1 1 4 1 峨6 4 l 复翻i 3 8 盘吃1 碍鸵 2 丝1 l o t 秘2 1 3 t 5 3 , i 0 i 耵 2 1 8 3 0 i o l 茭膏：盟叠记量页次：1 2t 更t 页下页束页_ 嘲i ：i 1f 葫 图4 1 5 路由监测结果 工嚣管理安全管爱管授璃誊蠢看接瀑赫曩 謦改口令i 退出j 钻，至看n b 舅遣篮谢结曼 矗_ 点名纛：所有监潮点 ：鼍? 篮翻目标痕喀：所有监测目檬”i 意i 刚司：童鞲| ；= i 丽固卯时鲜止时问： 唾i 砸! e 固卯对f ，“；明 图4 - 16w e b 测速监测结果 x x x x x x x o口口口口：】u口a口 瑟器嚣嚣鼢蟹鼢蛳帆冁艄雠艄蛳蛾蛾 i z 3 。摹 t 基于主动测量的i p 网络o o s 研究与实现 第五章总结与展望 近年来，随着i n t e m e t 网络的广泛扩张与用户人数的不断增大，加之各种对 实时性有高要求的新应用不断涌现，人们对i n t e r n e t 服务质量、网络与信息安全 的需求越来越高，也给其运营、维护和管理提出了更高的要求。要满足人们的这 些需求就需要了解i n t e r a c t 不断发生的新的变化，知晓其新的组成与架构，才能 掌握其运行规律。而网络测量作为了解互联网性能的最基本的手段正在受到人们 越来越多的重视。 本文所介绍的口网络主动测量系统就是一个具体的实践。在进入论文阶段以 来，本人通过对网络测量定义与国内外研究现状做出了大量的研究，并且结合实 际的项目需求，提出了一套系统的解决方案。在测量原理上使用了主动测量的方 式，因为主动测量可以获知用户感兴趣的端到端网络状况和网络行为，具有灵活 方便的优点，并且不会对网络用户信息的隐私和安全形成威胁，是一种快速有效 的方式。在整个系统的架构上充分考虑了主动测量系统的特点、将来的可扩展性 以及数据呈现的方便性，将整个系统分为数据采集，数据分析，数据管理和数据 表示层。分别由不同的模块来实现，监测点因为其灵活性和性能性，再加上可扩 展性，所以考虑到使用c + + 实现；数据分析要求可移植性，所以采用j a v a 实现； 考虑到数据管理的重要性，引用数据库来管理所有的监测数据；最后在数据表示 方面，w e b 结构的灵活、健壮与方便成为了本系统的首选方式，具体实现使用了 m v c 中的s t r u t s 2 来完成。 非法路由检测与网站服务质量监测均为本口网络主动测量系统的两个主要 测量内容。非法路由检测系统通过发送探测报文来收集每个监测点到达多个监测 目标的路由情况，然后根据运营商的i p 数据库来找到非法的路由接入点。而网站 服务质量监测系统则根据h r r p 协议，模拟浏览器的动作，发送测试报文来创造 出类似用户使用浏览器的环境，并记录所得到与w 色b 服务相关的各项性能指标， 然后进行相应的分析得到一些人们感兴趣的结果。在这里，无论是什么测量内容， 每种系统都使用了主动测量的方式，都向系统中发送了额外的探测报文，并且都 提供了一个网络测量系统的主要功能提供对网络的直观、便捷的“可观测 性 ，降低了网络这个虚拟化事物的抽象性，为人们监控、理解和管理网络降低 了难度。 最后，口网络主动测量系统并不是一个完美的系统，它仅仅是i p 网络测量系 基于主动测量的口网络o o s 研究与实现 统内容里面一个很窄范围的实现，而且也存在着诸如测量数据精度不够等许多不 足。但是，无论是理论和实践上，它给出了一个架构，以后可以通过该架构轻松 的按照需求添加更多的监测内容来满足实际的需要并通过进一步的研究来逐渐 完善不足之处。 基于主动测量的i p 网络q o s 研究与实现 参考文献 【1 】中国互联网络信息中心，第2 4 次中国互联网络发展状况统计报告，2 0 0 9 7 【2 】方智敏，网络管理与网络性能测量技术应用研究，电子与通信工程，2 0 0 5 1 1 【3 】任国平，网络测量概述，科技信息( 学术版) ，2 0 0 8 4 【4 】v e mp a x s o n ，m a h d a v i ，j ，a na r c h i t e c t u r ef o rl a r g es c a l ei n t e r n e tm e a s u r e m e n t ， c o m m u n i c a t i o n sm a g a z i n e ，i e e ev 0 1 3 6i s s u e 8 ，1 9 9 8 8 【5 】戴成秋，高文字，网络测量研究及发展综述，电脑与信息技术v 0 1 1 6n o 3 ， 2 0 0 8 6 【6 】6 i s m a i n t e m e ts t a t i s t i c sa n dm e t r i c s a n a l y s i sw o r k s h o p s ， h t t p ：w w w c a i d a o r g w o r k s h o p s i s m a ，2 0 0 9 2 吲k c c l a f f y , i n t e r n e tm e a s u r e m e n ta n dd a t aa n a l y s i s ：t o p o l o g y , w o r k l o a d , p e r f o r m a n c ea n dr o u t i n gs t a t i s t i c s ，n a e 9 9w o r k s h o p ，1 9 9 9 3 【8 】s u n i lk a l i d i n d i ，m a t t h e wj z