怎样计算上网流量.doc

用户上网流量的测量摘要：网络流量观测是指从互联网的核心主干网络中抓获用户的流量，从所抓获的流量中提取流量的相关信息，网络管理人员可以根据流量观测每个用户的上网情况，跟踪和理解用户的上网行为，以实现对网络的管理和安全保护。本报告介绍为什么要观测网络流量，我们能够使用测量的网络流量做什么，如何实现从网络中观测流量，网络测量中会有什么难以解决的问题等。关键字：TCP/IP协议，流量监测,网络优化，网络协议。引言：随着社会经济的飞速发展，Internet已经成为人们生活和经济活动中一个不可或缺的重要组成部分。其中不可避免的要涉及大量的隐私和机密，例如人们常用的QQ、电子邮件和MSN等。所以必须要求有一个可信和可靠的技术来监测和维护网络是否安全、高效、稳定地运行。网络流量监控和测量技术就是为了满足这一要求而发展起来的测量技术。同时其可以及时了解网络实时运行状态和网络行为特征，从而对于重新设计高效的网络系统,重新进行网络性能设施的配置和为不同的网络客户提供优质服务起到了指导性作用。正文：一：网络流量测量的重要性如今随着Internet技术的快速发展，用户数量和业务类型急速膨胀，人们经常会遇到网络拥塞和服务质量低等一系列问题。加强网络管理和改善网络的运行已成当务之急。这就需要掌握网络用户的即时动态，了解各种应用占网络带宽的比例以及各网段流量变化趋势，以便于及时发现潜在的网络故障，优化网络的性能。通过对于用户流量的采集与分析，并将流量数据域管理控制台中的其它网络和应用性能指标建立关系，再通过IP进行寻址，我们便可以对网络用户行为进行检测。这对于网络提供者来说非常重要，我们可以从这些流量数据包中了解：1、 谁使用了我的网络2、 访问我的网络最多的用户是哪些3、 这些用户停留了哪些时间，以及停留在我的网络中哪些部分4、 他们在什么时间、地点使用了我的网络等通过这些信息，网络提供者可以更好地为用户提供服务，更快的发现网络中的问题以便于更好、更快的解决。二、TCP/IP协议如今网络流量测量与分析之所以如此重要，是因为其是基于TCP/IP协议这一特性。TCP/IP协议叫做传输控制协议/因特网互联协议，又叫网络通讯协议，这个协议是Internet国际互联网络的基础。由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成。TCP/IP 定义了电子设备如何连入因特网，以及数据如何在它们之间传输的标准。TCP/IP是网络中使用的基本的通信协议。虽然从名字上看TCP/IP包括两个协议，传输控制协议(TCP)和网际协议(IP)，但TCP/IP实际上是一组协议，它包括上百个各种功能的协议，如：远程登录、文件传输和电子邮件等，而TCP协议和IP协议是保证数据完整传输的两个基本的重要协议。通常说TCP/IP是Internet协议族，而不单单是TCP和IP。TCP/IP协议的基本传输单位是数据包,TCP协议负责把数据分成若干个数据包，并给每个数据包加上包头，包头上有相应的编号，以保证在数据接收端能将数据还原为原来的格式，IP协议在每个包头上再加上接收端主机地址，这样数据找到自己要去的地方，如果传输过程中出现数据丢失、数据失真等情况，TCP协议会自动要求数据重新传输，并重新组包。总之，IP协议保证数据的传输，TCP协议保证数据传输的质量。通俗的说：TCP负责发现传输的问题，一有问题就发出信号，要求重新传输，直到所有数据安全正确地传输到目的地。而IP是给因特网的每一台电脑规定一个地址。TCP/IP协议数据的传输基于TCP/IP协议的四层结构：应用层、传输层、网络层、接口层，数据在传输时每通过一层就要在数据上加个包头，其中的数据供接收端同一层协议使用，而在接收端，每经过一层要把用过的包头去掉，这样来保证传输数据的格式完全一致。TCP/IP协议通过各自的协同分工就为了网络数据提供者提供了网络流量监测提供了一个平台和渠道。通过这个大家都遵守的协议就可以维持网络社会的稳定。三、网络流量的测量方法流量数据的测量是整个网络流量分析系统的基础，只有完整的获取网络流量数据，才能进行后续处理。而Internet流量数据有三种形式：被动数据（指定链路数据）、主动数据（端至端数据）和BGP路由数据，由此涉及两种测量方法：主动测量方法和被动测量方法。由于两种方法实现方式的不同以及适用范围不同。所以各有利弊。1、 主动测量方法主动测量方法是指主动发送数据包去探测被测量的对象，以被测量的对象的响应作为性能评价的结果来分析。测量者一般通过采用模拟现实的流量（如Web请求、FTP下载、DNS反应时间等）来测量一个应用的性能或者网络的性能。由于测量点一般都靠近终端，所以这种方法能过从检测者的角度反映性能。由于这种特性，其可用于探测网络的特定现象。主动测量最主要的应用领域是：跟踪Internet和可视化拓扑结构。其在其他领域的应用还有：评估IP地址的空间利用率，路由的不对称性和不稳定性，按网络地址前缀长度的流量分布等。2、被动测量方法被动测量是直接利用网络中已有的流量。通常采用在网络硬件设备中嵌入智能代理来收集流量信息、监视网络链路的流量。如使用路由器或交换机收集数据或者一个独立的设备被动地监测网络链接的流量。收集到的数据可以用于进行各种流量分析: 流量中各种应用成分的分析。报文的长度分布分析。按报文到达的时间分析流量的规律。分析网络的利用率以及各种出错报文的大小分布。同时，被动测量还有许多其它应用，包括：识别、刻画和跟踪网页缓冲和代理的优化配置，网络体系结构的安全危害，分析流量增长是由于增加了用户还是每个用户流量的增加等。有时为了能够从被动收集的数据中提取某些参数可能需要借助于主动测量。另外，被动测量应该有尽可能低得丢失率，否则测量的数据将难以进行精确估计。四、网络流量采样技术大多数的网络流量监测技术都是对网络中的每个数据包逐个进行解包分析，并将结果插入数据库的有关表中，并以此在内存中建立网络流量矩阵。随着网络中流量模式的变化，GB以太的出现和高速网络技术的发展，流量矩阵也会不断变化，直接对网络流量进行全分组测量相当困难，对流量分组进行直接测量几乎不可能。为了解决这一问题,流量抽样测量研究开始成为宽带网络流量测量的重点。高速网络流量抽样测量的目的是抽取流量子集来实现对总体流量信息的估计,抽样理论建立在抽样样本随机性基础上,样本的随机程度越大,对总体信息估计就越精确。1993年, Claffy等在进行NSFNET主干流量测量时,首次采用了网络流量抽样测量技术,使用基于事件和时间驱动的经典静态抽样方法,有效地减少了网络管理节点所需捕获和处理的报文数。这种方法能更好地进行网络管理及对测量的流量特性进行评估。随机采样技术有传统的采样技术，但其缺点明显，无法满足日益膨胀的网络的需求。所以目前所流行的主要是改进过后的自适应采样技术。自适应采样技术是指根据已获得的样本数，动态的调整采样频率。其基本原理就是基于已观测到的样本数据来预测样本的未来行为。目前有两种较为常用的自适应采样技术，即线性预测技术和模拟逻辑控制器技术。者两种技术的区别在于，前面利用已观测的样本来预测下一个样本的值，如果预测准确度高则降低采样频率，若准确度低则增大采样频率。这两种采样技术无论是应用于周期性变化的流量还是无周期性变化特性的流量，都比非适应采样技术显示了更好的特性，这两种方法都能大幅度减小采样数目，并很好的检测随机或突发数据的产生，其中基于模糊控制器技术的FLC法的性能更好一些。结文：Internet 的发展十分迅速, 但Internet管理和控制、测量方法和测量工具流量模型等方面都有许多问题需要研究,尤其是新一代Internet网络规模进一步扩大, 网络流量高速增长, IPV6, IPV4双协议的使用,以及原有的Internet的异构性、可扩展性等,使得网络管理和网络规划进入了一个更为复杂的阶段,网络测量也面临着新的课题,网络测量技术研究也将进一步完善和更新。参考文献：1、 程光,龚俭,丁伟，基于分组标