互连网性能监测系统.doc

互连网性能监测系统解放军理工大学指挥自动化学院1概述IP网络基于抗毁性极强的数据报技术可靠性高，但其服务质量(QoS)问题是不容忽视的。评定、监测互连网性能，无论对网络工程中的网络性能测试，还是对网络的日常运营维护，甚至对互连网用户的应用都很重要。作为运营网络，它们的稳定性、可靠性和服务质量保证是用户最主要的要求，对于ISP企业的声誉、经济收益极为重要，是网络管理员关注的目标。然而，从网络性能参数的提取、处理、分析进而到准确地报告网络运行状态或分析出网络故障，即使对于经验丰富的网络专家也不是一件容易的工作。现有网管系统如HP OpenView、IBM Tivoli等功能强大，但具有使用复杂、安装复杂和价格昂贵等缺点，且不能直接实现从参数提取、性能分析、故障报告的功能。形成鲜明对照的是，经过简单配置，本性能监测系统能够自动完成网络性能参数提取、性能评估、故障定位和运营报告等功能。并且本系统采用了一种分布式工作模式，使得网管系统具有良好的扩展性，适合在大型网络上使用，对网络资源消耗较少。所研制的系统将是一种高效、易操作和易实施的网络管理工具，能够为网管人员提供客观公正、综合和自动化程度高的网络级网管工具；能够为领导和机关提供决策的科学依据，变定性管理为定量管理。本系统设计的目标是：概念简单，易学实用，科学定量，直观高效。本系统使用的技术得到了国家863项目和自然科学基金的支持，借鉴国际上网络端到端测量技术最新成果和Internet管理实践经验，并在本系统早期版本基础上在军内外进行了广泛的调研，本系统在设计实现和IP网络管理方面提出了多项新颖的概念，并将它们付诸实施。特别是，本系统已经有了很好的应用基础。本系统已在军内外许多单位试用，系统的功用和概念得到了网管人员的高度评价，显示了该产品的新概念具有的强大生命力。综上所述，本系统的意义如下：1. 网络级管理使网络管理更为迅速、直观、准确和稳定，能够提高各种IP网络的维护保障能力，提高网络的多种业务的服务质量。2. 变定性管理为定量管理的科学模式，变人工干预为自动化处理，提高领导机关的管理水平和科学决策能力。3. 降低网络管理费用和人员培训费用，符合国情和网管发展潮流，经济价值极高。2 主要用途分布式网络性能管理系统主要用途是：n 能够自动完成网络主要性能参数提取。n 能够自动完成性能评估。n 能够自动完成故障定位。n 能够自动完成运营报告。n 以分布式方式共享下级网管系统的性能监测信息，数据共享具有安全保证。n 支持用浏览器监测网络。3 系统环境分布式网络性能管理系统的运行环境如图1所示。逻辑上讲，分布式网络性能管理系统是由监测服务器和被测对象两部分组成。由于被测对象通常可由选定的网络设备充当，因此本系统的核心部分是监测服务器。图1 分布式网络性能监测系统的工作环境监测服务器能够根据测试配置，自动提取网络性能参数，并自动进行分析、处理和报警。这里，网络性能参数与网络结点性能参数不是相同的概念，前者是指网络结点和网络链路集合的性能指标，后者则是指网络结点的性能指标。对这两者进行区分，有利于提高系统的管理效率。性能监测系统服务器的操作系统采用Windows NT/Windows 2000。系统通过Ethernet IEEE 802.3/802.3u与被测IP网相连。监测服务器将测量结果以Oracle数据库方式存储；便于以后分析处理。4系统功能分布式网络性能管理系统具有以下主要功能：1. 以主动测量方式获取多种网络性能参数：u 直接测量参数：l RTT (Round Trip Time, 端到端往返时延)。l 丢包率(Packet Loss, (发送的包数收到的包数)/发送的包数)。l 路由(Route, 由当时选路表定义的两点间的路径)。l 路径最大带宽(Maxmum bandwidth in one path, 空载时实测的特定带宽下的丢包率，以及特定丢包率下的最大带宽)。l 不可达率(Unreachability, 不可达率丢包率；如果不可达率 90%，则不可达；若不可达率 1%, 则性能非常好。)l 非忙率(Quiescence, 若每小时的丢包率为非零，则该小时为忙，否则为非忙；以每天24小时为单位，计算非忙的比率)l 不确定性(Unpredictablity, )。u 测量时机：按指定时间间隔或随机时间(如泊松分布)自动发起测量。u 测量发起地点：从监测中心向特定的设备发起。u 可定义测量(如Ping，PathCap等)过程的参数。2. 故障定位：u 根据监视各种参数之间的关系，如果某参数超过阈值，就自动启动一系列相关测量，辅助判断出故障的原因并图示出来。3. 可视化功能：u 自行发现网络拓扑并显示，提供工具允许人工对该图进行修正并存储；以图形方式表现路径、路径变化和阈值越界等现象；浏览器方式图示路由器的流量变化趋势。u 将获取的多种性能数据以曲线方式加以显示。u 可利用浏览器显示网络监测界面，重要的系统功能则只能通过C/S程序操作。4. 以测量域方式工作：u 可根据性能监测的需求定义测量域，以简化系统操作使用；u 每个系统允许多个测量域同时工作；u 使用测量优化技术降低系统开销。5. 以分层方式工作：u 根据网络的层次结构及范围，设置的监测系统形成等级结构。u 不同层次的系统能够根据所定义的权限，直接利用较低层次的监测结果，共享网络拓扑文件、网络性能测量数据及报表，从而提高监测效率。6. 报警功能：u 以声、光(醒目的弹出窗口或闪烁)、电子邮件等方式报警。7. 报表功能：u 生成、打印多种制式报表。8. 测量数据分析u 对实时数据和历史测量数据进行多尺度图形分析。9. 测量数据的利用：u 测量结果保存在Oracle数据库中，可用分析、查询。10. 被监测设备基本信息管理：u 可对系统中的相关设备的各种基本信息进行管理维护。11. 电子邮件操作：u 能够发送电子邮件，通知网络管理或其他消息，或将报表发送出去。12. 数据维护：u 能够对数据库中的数据进行备份、恢复操作，导入和导出功能；u 常用词数据词典维护。13. 安全性管理：u 为网管人员提供多级安全性定义；全网设置惟一的安全认证中心，要想访问其他性能监测系统数据资源必