（通信与信息系统专业论文）sla验证系统的研究与实现.pdf

华中科技大学硕士学位论文 弋l3 1 3 、。l | 摘要 n 、史以jj 尔钳数 ：l c 崩合作堋“广尔竹1 6 3 一f | 二网分布。r i ：能! 咐控系统”为 t 弛 ，结合凸所7 j ：担的任务，井参考山外才关领域最新的研究成果，r l ! j i ：发麒 仃r | 1 i 版权f i 9 、适介我i 吲| 目情的s l a 验h i ! 系统为目的的研究：i ：作基础上完成的。尸 f 例络僻理搜术是提高网络延行效率、质量和安全- j 靠性的关键，足现代 信息刚络。i ，最驻婴技术之一。似魁传统的l 删络管理方法有一个共刚的缺点：网络 竹j = | | ! 挞j l 能从向系统的角度管州系统制x 目络设备，而一；能从嘶向用j 、的角度来倚 川务的质畦。1 5 i f 着, i n t e i n e t 在陶业。p 的广泛应用，这种管理方式已经越来越不能 满足川，、的需求了。j 本文在对刚络管理的牡本概念、原理、现状及未来趋势分析 的j 。i l ：，j i 入了个个新的管理概念服务水平卧议( s l a ) ，详细介坌f _ 了它 的内弈及意义，给山了在不同刚络环境中实现s l a 的方法，并在此基础j 二给了 公分和s l a 验i j j = 系统的实现山案。该系统主要足利刚探钊技术雨h 动测砒、 被动测砒等方法，刘网络f f l i 能进j j ：实h , j 舱挖从而达剑对网络层s l a s 进 川“控n 0 lf r , j 。我t fj t i ! w i n d o w s ，1 2 台下实现的这套功能可扩充的系统，在i 蚁收旧外川头产。i 优点的肚砌l ，还刘其进行了_ 定的改进，4 ；但使网络供应商能够伞面的了解剐络 运行状况，及时发现和解决网络一i i 存在的0 4 题：l 创时也使用户能够真实的了解l j 已 所褂尘叫务n 0 质m 。 i _ 、 y 关键词：f 分布式j 服务水平协议，s l a ，刚络肚能监控 。一( 华中科技大学硕士学位论文 a b s t r a c t t h i st h e s i si sb a s e do na u t h o r sr e s e a r c hw o r ko fs e r v i c el e v e la g r e e m e n tu n d e r w i n d o w so p e t a t i n gs y s t e m t h ep j l o j e c t i sb a s e do nt h e p r o j e c t “t h e d i s t r i b u t e d n e t w o l + kp e if o l i n a n c em o n i t o r i n gs y s t e mo fg u a n g d o u gp r o v i n c e16 3n e t ”w h i c hi s c o o p e r a t e dw i t ht h eg u a n g d o n gp r o v i n c et e l e c o m m u n i c a t i o n o f f i e e n e l w o l kn l a l l a g e l n e n tt e c h n o l o g y , o n eo ft h em o s ti m p o r t a n tt e c h n o l o g i e si l lt i l e a l + e ao fm o d e l 。ni n f o l m a t i o nn e t w o r k ，i st h ek e yt oi m p r o v et h eo p e r a t i n ge f f i c i e u c y ， q u a l i t ya n ds e c u r i t yo ft h ec o m p u t e rn e t w o r k s w h i l et h et r a d i t i o n a la p p r o a c h e sh a v e t i l es a m ed i s a d v a n t a g e ：t h e yo n l yc a nh e l pt h en e t w o r ka d m i n i s t r a t o r st om a n a g et h e n e t w o l + kf i o mt h es y s t e m sp o i n to fv i e wi n s t e a do ff r o mt h ec l i e n t sp o i n to fv i e w n o w a d a y si n t c l n e t i sn l o r ea n d1 1 1 0 1 ei m p o r t a n tt ot h eb u s i n e s sp r o c e s s i n g ，s ot h e s e a p p r o a c h e sc a n ts a t i s f yt h ec l i e n t s r e q u i r e m e n ta n yi o n g e r it h u s ，b a s eo nt h ea n a l y s i s u l c , 3 n c e p t i o n s ，p r i n c i p l e s ，r e c e n tp r o g r e s sa n dp r o s p e c t sf o rt h e f u t u r eo fn e t w o r k n i l n a g e n l e f l t ，w ei n t r o d u c eac o m p l e t e l yn e wm a n a g e m e n tc o n c e p t 一s e r v i c el e v e l a g r e e m e n t ( s l a ) ，i t sp r i n c i p l e sa n di m p l e m e n t a t i o n ，a l o n gw i t ht h ei m p l e m e n t a t i o n o ft h ed i s t r i b u t e ds l av e r i f i c a t i o n s y s t e m i te m p l o y s t h ea c t i v ea n dp a s s i v e n l e a s u r e n l e n tt om o n i t o rt i l en e t w o r kp e r f o r m a n c e ，w h i c hc a n v e r i f yt h en e t w o r ks l a s t h i ss y s t e mi sb a s e d0 1 1t h ef o r e i g np r o d u c t s ，a n dh a sm a d es o m e i m p r o v e m e n t s i tc a n h e l p n o to n l yt h en e t w o r ka d m i n i s t r a t o rb u ta l s ot h ec l i e n tk n o wm o r ea b o u tt h e i l el w o l ka n di t sp e r f o l n l a l l c e k e ) w o r d s ：d i s t r i b u t e d ，s e r v i c e l e v e l a g l e e m e n t ，s l a ，n e t w o r kp e r f o r m a n c e n l o t l i t o l i n g 。 华中科技大学硕士学位论文 1 综述 本章首先介绍了网络管理的定义及其内容，给出了传统网络管理实现的方法 和弊端。接着引入了服务水平| 办议( s e r v i c el e v e l a g r e e m e n t ，s l a ) 的概念，并 给出了目前国内外s l a 的研究现状和存在的问题。最后讲述了本文的背景和研究 目标。 1 1 网络管理的定义 1 叫络系统规模的u6 i 扩大 l j 叫络应用水，i 的不断提高，一方丽使叫络的维护 业肌雄；儿力f 山使如t 抛r ：i 叫络。陆能成为刚络系统应川的土要6 u 题。为丫 1 _ ! ：i l l ：网络安个、u j 靠、经济、有效的运行，m 络管理员需要对网络本身进行箭删! 利维护。枞 l ：i g a r t n e rg r o u p1 9 9 3 统计，一一个网络的维护赞用占整个投资的8 5 ：打。i 剧此，i 叫络的维护和管理就挂褂非常喱要“l 。 刚络竹州址临督、组织和控制网络通信服务以及信息处理所必需各利一活动的 总称，它i j 以分为静态管理和动态管理。“。网络管理的基术目标足将所有的管 理予系统集成在一起，为管理员提供统一的控制方式，并在网络运行u j 现异 常叫及时响应和排除故障，最火瞅度地增加网络的可用时间，提高网络设备的利 川二钲、网络眺能、服务质量和安个。m 简化多厂商网络环境下的管耻，控制恻络 运行n 0 成水“，其复杂性取决j ：网络资 l ! ； 的数量和种类”。 1 2 网络管理的基本内容 i 叫络管理剥刚络的发展有很火的影响，已经成为现代信息网络中最匝要的功 能之。”l 它j f ：4 i 足个新概念。l 叫络作为个系统，刈它的管理可j i = l 溯剑1 9 纪k 的i 【l 僻例，当时就已经有了枷应的管圳“系统”：整个电话刚络系统的管雕 员( 塔管他能管理的内容非常有限) ”1 。当1 9 6 9 年世界上第一个带有管理系统的 i _ 卜算机例络a r p a n e t 问世以后，讨算机网络的管理也开始产生1 。而随后 的监例络，如i b m 的s n a 、d e c 的d n a 、s u n 的a p p l e t a l k 等也都有牛应的 华中科技大学硕士学位论文 竺! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 竺! ! ! ! 竺! ! ! ! 竺鼍! ! ! 烹皇! ! ! 竺! ! = 1 1 1 ；! ! 兰竺! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 苎! ! ! 竹j i l l 系统。4 i 过i 叫络管删在当寸却一直没有得到应有的重视，根术原i 到足 j l i g f i 9 叫络圳校小i 酊h 复自一t l ! ；- 4 i q 口j 的元件采集数据，i t 管理者和一些非技术人员就足通 过划这些数据的处理来准备服务质盈报告的。有了它的帮助，管理员和i t 管理者 还能够划网络性能进行分析，剥他们的系统进行升级。 3 n p s 的e q o s p r o e q o s p r o 町以为时络使用状况神性能提供足够的数据，使嘲络管理员能够从 川、的角发小发，对嘲络性能进行优化。e q o s p r o 能够对w e b 站点的可片j 悱以发 f l i f i e 进 i 舱测，将w e b 站点的反应时间分成儿个部分，使网络管理员能够找造 成仃、响应时| 1 i j 很k 的麒体原凶；当w e b 站点刁i 可用或者超山阂值性能降低的坩 6 华中科技大学硕士学位论文 似它能以c m a f l 或传于f 1 0 形式告知网络管耻员：列f t p 、d n s 、h t t p 等j 虹川j z j j 技务进行临测；图形化n 勺界呵，力便好用。 4 v i s u a ln e t w o r k s 的v i s u a l ip i n s i g h t v i s u a li pi n s i 2 1 1 t 是筛一个从终端川户的角度出发，管理i p 网络刹应川服锊 的服务钨：删系统。它包括两个自力的j 越川绁1 ，f ，能够有效的抛供和雌控s l a s ， 兆 终端川、父心的新n j ；j j j 务水h 峤控蹦划端的嘲绵+ 能。它还抛 j i 了符4 = i i 择 十i 的l ：具米测量删络性能，为i p 性能阿题提供了实时信息。更噩要的是，v i s u a li p i n s i g h t 服务水、1 ，僻娜 是从川户的角度出发，来评价服务量的。 i 5 2 目前s l a 中存在的问题 s l a 足一利皖仝刁ij 司于传统删络管理的全新的| 捌络管理方法，它是建立在一 利，个新的网络管理思想基础上的。日前s l a 还处于研究阶段，虽然也取得了一定 的成果，化是也存在着一些问题： i 在现有的基本s l a 中，矩昨信息包括网络的可用性、网络延时以及网络 敝障的修复时川等等。m 】二网络连接对商业终端用户越来越晕要，s l a 矩阼也将会根据这些片j 户的需求进i t 适当的修改或变动。 2 刚络) f ：始渗入剑，h 户商业活动的方方面面，刚络的崩溃给川户所，特米的 利益损失是无法估量的。川户当然希望网络的可j = ! 性和稳定性能够得剑 保证。川此s l a 矩阵特一陀必需从原来的对数据也进行简单的计数利洲量 延州，j i ：始慢1 睫向与商q k j 一动千关的s l a 转变。 3 人多数现有的s l a 合i 州为所有的川户提供的都是i 司一个矩阵，划特定川 户来说，这样会出现在柴一方面提供的信息太多，而在另方面义不够 的情d 。 4 现狂的s l a 验证工具多二卜郝足针剥网络供应商设计的，一般都足由网络 供应商对其提供服务的s l a 进行监控，然后为用户提供所需的数据报表， 这样不利于用j 。直接了解服务的实际质量，容易让用户对网络供应商提 供的服务产生怀疑态度。 1 6 课题背景、意义 为了州l j 户能够更满意，刚络供应商l | 1 最火的挑战是保证端刽端删绺服务 华中科技大学硕士学位论文 i i i i i 坩r i ：能和j 川一p l ：。要怨柑f i | 1 ) 测量服务的性能和可用性需要对刚，。习f 务处理t i 一所川 剑的俅个纰什进 j ： 测，在朋j 1 觉察服务质量下降之f j 。找到潜在晌瓶颁n u 题， 返必j 4 j 采川个仃效的服务水i f - 能：耻( s e r v i c e l e v e lm a n a g e m e n t ，s l m ) 策| l l 。 s l m 。”、”足指网络供应商捉供的测雇、汇报、提商服务质最等一系列过样。 州络“i7 、孙w 以f s l i t is l an 0 形- ：给f ， 三捉i 服务的水，h 这足服务水卜僻圳的靴 少。 + ii s l a 被制定，s l m 就前要测量和搬告牛【i 关s l a 的。队能，划s l a 进行 验h l ! 。s l a 的验缸址s l m 实现i i 的关键步骤，它不但能使网络供应1 ! ；i 词! 明i 已 抛f j u j l _ 2 务的质：i 达剑了j _ ! i 定s l a 的要求，还能止用，o 和刚络供应商根掷 实际t i i 犹 协晰新的s l a 。s l a 的验证过程就是网络供应商对自己提供的网络和服务进行嘛 控的过程，没有这个步骤，s l a 最终将变为一纸卒谈。 l ：| i j 引q 内在s l a 管耻方面还没有成熟的工具问上，国外有砦二l 具则已经实现 了从传统勺系统和设备的嘲络管理剑面向服务质量的刚络管理的转换。这是 个良好f 1 1j 同，但我们也应该看剑这些产舳的本身也还存在着一些不足。本文 的研究| 标足住吸收囡外产品先进技术的基础上，开发山一套适合我国囤情的新 的s l a 验“系统，能够目 助网络供应商更好的了解自己提供的网络和服务，刘j e 进行h 在控平符理，从而为刷户提供【违好的服务质量，填补国内这方面的卒i ：i id 时还对现有产 做山了一定的改进，为用户也提供一种监控网络服务质量的j 亡县， f 止e 能够亲挖自己j 行缁的服务足甭满足s l a 规定的服务水平。 8 、 华中科技大学硕士学位论文 2i p 网络中的s l a 夺章首先介绍了服务水平协议ls l a ) 的概念并简要介绍了s l a 测量的内容。 0 i 希给出rs l a 的性能规范i j f , 1 7 q 并介绍_ j 1 1 ，j 娴络中常用的儿种服务水。p 协议 类型。最后给出了一种适用于不服务水平协议类型的s l a 框架。 众j j 7 ) a j 知，i n t e r n e ti i ! 将人们m 入一个个新的信息时代。但足 艮多网络成川， 尤j 足实i l , j 应j 日( 例如i p 电话) j i 有在嘲络能够提供稳定可靠的q o s 的情况卜 j 能够得剑很好的运行效果。凶此越来越多的网络供应商在i p 网络中i ：；i 入了s l a 的概念，川水刈【i 已提供服务质f i ln 勺等级进 j ：划6 ) - i i ；瞒持。小章将洋细介 “1 p 嘲 络i s l a 的概念，i ：纶f 1 1 在i p 叫络t i i 灾玑s l a 的_ 1 1 3 l 刚框架。 2 1 什么是s l a 服务水、i 胁议。( s e l v i c e l e v e l a g r e e m e n t ，s l a ) 是在一定外销( 通常这个 外销址- i t x ；z t j 提f i tj l l , j 务质：l 的主婴豢) l i 为例雌服务的陀能和u j 靠一i i ：，网络供应 向川j ，川或占j 删络供应商之间定义的一利t 双方认可的阶定。它规定了服务等级 以及服务所必需满足的。t l - f i , 等级，也括服务水，f 测量、服务水，f 报告年u 信誉及赞 川i 个力+ 瓶，并使网络供应商有责任完成这螳预定的服务等级。一个完整的s l a | i j l i q 足个合法的文档，包括j t s f f , y 及的当出人、叭定条款所包含的应用程序和支 持n 删k 务、违约的处u 、赞j p j 年l l f q , 战机构、政策、修改条款、报份形式年烈力的 义务等等。l q 样，网络f j t b 蔓商也i q 以对川户礼j j 作负倚和资源使川方面进行舰定。 s l a 的技术和卸i ：1 ，规范足在服务水、f 规范( s e r v i c el e v e ls p e c i f i c a t i o n ，s l s ) l i i 批述的。l _ | 1 1 还没有制定s l s 内弈的标准，j 是给山了砦建议。= ”“”。 传统l ：，s l a s 包龠了埘服务仃效性的侏障。譬如剥故障解决叫i ，服务溢 j | ；等等的保证。但足随嚣更多的商业应川在i n t e r n e t 上的。泛”展，越水越需要 s l a s 剥服务的。能如u m 应时间做f i i 保障。 实际l ，s l a s 的保障足以系列服务水、l 目标( s e r v i c el e v e lo b i e c t ，s l o ) 的形，定义的。s l o 是一个或多个有限定的服务组件的测量组合。一个s l o 被 9 华中科技大学硕士学位论文 ，戈脱址指j j | j b 仃限定的川件的测i 1 ：值在限定范圃里。在s l o 搽f i ：l j , j 段范内， s l o 必须被吱小。n i 足j i n t e r n e t 的统 f 特性，我们小可能总魁实j 1 5 i 这螳保障。 此s l a s一股 ；| 5 彳j 文脱州n q 段乖l 实跳比例。实现比例被定义为s l a s 必须实现 1 jj j 。实脱叫段的比值。例如：f i l l ：f i - ：负t i ：j ： 9 7 。 2 2s l a 测量的内容 为j 仡崩家之刚眦i 竞争t l 髓二j ：1 i 败之地，m 络供应两1 i 仪婴抛f j i ”k 务i j 川讹 _ l 勺保“，还璎提供也牺l l l f l i 战u 寸洲、流通l 等服务f l ：能的保弧。1 i f f l f js l af r 许彩撕碱j t 俊，j 川人多数足订火j ：川户力+ 支持和叫靠r l ：等力【f | 1 f 内洲度。常见的 仃： i川户力支持。+ b 也 j 于叫跟踪报告神l 问题响应时1 h j 保证。例如，例络供 心崩会抛“ 2 4 * 7 的史持；问题在报告后的4 8 小时内彳 j l 到解决。 2j 括陀。它指的足一定叫m 内的w 川性保汪。例如，保证网络在年内 的舣j 雌ij 、j 川f i j l ! c ! 过1 个小时；w e b 服务器一年- p 保证9 6 0 2 0 的时mn j 川。 3 服务供应。它保证以某利，方式提供某项服务。例血，一个刚络供应i i i j 为 他的片j 户提供了剑w e b 服务器的多条e l 连接线路。 4 i j 业活动的连续。队和故障的修复。占保汪在山现故障时有个修复汁划， 彳 设帑冗余，分川i 式祷份和席存。 除了- l j 稚悱年 川户办支持，j j 忮务性能也足商业应用的重要衡量标准。最近， 通信厂商发们的s l a 。lr 提山了戗捕性能、利用率和安氽性在内的测量尺俊： i 陀能。通常用阳应时m 和流通盈来跚量。 2 响应n j j 。它规定了服务从用户提山请求到响应的最火时叫。例如，在 g a m 剑5 p m 的一i = 作时问段内，对9 5 的用户所请求的服务响应州问4 ： ，隧过2 秒。 3 介i f i 。它定义了数猁传输述率。 由于数据，以在多种媒质f - 传送，故 陔j t 度比较重要。例如，一个i n t r a n e t 用户在9 a m 到5 p m 的工作时问段 t i 以往1 0 秒内卜载一个6 5 k b 大f f g i f 文件。 4 利川；瞽。它定义了服务秕保证的响应时问和流通盈的池周内可丛剑f 竹最 0 华中科技大学硕士学位论文 人利川哞i 。例如，系统n ：i ：州尚峰j u j 可l 州l l d 为3 2 个_ h i | j 1 提供j j i 童务支持。 je 它虹i t 辟的s l a 条款可参 。 2 3s l a 性熊规范说明 s l a r i ：能- j 以通过成川层p l j i - 条款或名网络层r i ：能条款的形式定义，网络供 j 衄向j 以撤扒r l 己抛供服务的特陀删1 1 。的要求，采取其一l