基于TWAMP协议的IP网络测量平台架构设计与实现

基于TWAMP协议的IP网络测量平台架构设计与实现摘要：随着社会的发展，网络已经成为人们生活中不可缺少的元素，但随着网络规模的增大，网络的复杂性、异构性也大大增加，在此背景下如何提高网络质量就成网络运营商所关心的核心问题，同时用户也迫切希望了解所使用网络的状态和质量，以便选择更适合的服务商。时延、抖动、带宽等参数作为表征网络质量的参数，能够最为直观地反映网络状态，对这几个参数的测量和分析成为掌握网络质量的关键。文章采用当下最为成熟的B/S架构，设计基于TWAMP协议的测量平台，具有很强的可操作性。并且针对测量数据的离散化处理能够有效的降低CPU工作强度，提高测量结果的精度。关键词：网络测量；B/S架构；离散型随机变量；TWAMP协议1研究背景随着社会的发展，网络已经成为人们生活中不可缺少的元素，但是随着网络规模的增大，导致网络的异构性、复杂性提高。与此同时，用户对网络服务质量要求也越来越高。IP网络作为各种应用的承载，它的性能对上层业务影响重大。2网络测量分类按照是否向网络注入额外测量数据包来划分，网络测量可以分主动测量和被动测量。主动测量是在网络流量中插入特别设计的探测数据包，并在数据包通过网络后分析探测数据包的特征差异可以得到网络状态和性能参数，主动测量的特点是是利用测量工具在选定网络点上插入特定目的数据包。主动测量不依赖于测定对象本身的测量能力，具备灵活和可操作性强等特点。而且主动测量并不需要多点协作，可根据用户要求测量端到端的网络性能。被动测量是在关键位置和节点部署测量设备来捕获网络数据包，并进行统计分析，通过统计分析结果获取网络状态和性能参数，所以被动测量在链路或者设备上对经过的流量进行监测，并不需要注入额外的流量包，这种特点也使得被动测量适合作为设备或者网络流量的测量方式。综上所述，本研究采用主动测量方式3网络测量性能指标网络性能又分为整体性能和节点性能之分，两者之间的关系是统一的。通过对端到端测量指标的统合分析就可以得到网络的整体性能。性能指标主要包括以下参数：（1）连通性（Connectivity）。网络连通性是指网络连通的程度。这一指标主要与丢包率相关，一般网络可用性会会有一个阈值，当丢包率高于这一数值时网络判定为不可用，相反则为网络可用。（2）数据包传输时延（DataPacketTransmissionDelay）。时延是指又分为单向时延和往返时延。单向时延是指某一节[5]周珂.网络测量技术及流量监测系统的研究与设计[D].曲阜：曲阜师范大学，2008.[6]王松波.internet端到端宽带测量技术研究[D].大连：大连海事大学，2008.[7]PAXSONV.End-to-EndroutingbehaviorintheInternet[C]//IEEE/ACMTransaetionons.[8]S.A.BASET，H.G.SCHULZRINNE.Ananalysisoftheskypepeer-to-peerinternettelephonyprotocol[C]//InINFOCOM2006.25thIEEEInternationalConferenceonComputerCommunications.Proceedings，2006.DesignandImplementationofIPNetworkMeasurementPlatformArchitectureBasedonTWAMPAgreementWeiMingJun，YangJing（CollegeofInformationScienceandEngineering，NorthChinaUniversityofScienceandTechnology，Tangshan063000，China）Abstract：Withthedevelopmentofthesociety，theInternethasbecomeanindispensableelementofpeople’slives，atthesametime，networkcomplexity，heterogeneityalsoincreased，so，HowtoimprovethequalityofthenetworkasacoreissueofconcernforISP.Usersalsoeagertoknowthenetworkstatusandquality，inordertochoosemoresuitableISP.Parameterssuchasdelay，jitter，bandwidthasacharacterizationoftheparametersofthenetworkquality，canbethemostintuitivereflectthenetworkstatus，howtoMeasureandanalysistheseveralparametersbecomesthekeytograspthenetworkquality.AdoptsB/Sstructureofthemostmature，measurementplatformdesignbasedonTWAMPagreement，haveverystrongmaneuverability.AndinviewofthemeasurementdatadiscretizationprocesscaneffectivelyreducetheCPUworkingstrength，improvethea