朱秀娟 葉娜 李彪

摘 要：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是由眾多計(jì)算機(jī)和通訊設(shè)備，按照一定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議連接而成的信息集合系統(tǒng)，通過(guò)各種軟件、硬件協(xié)調(diào)工作來(lái)滿足人們的功能需求。本文簡(jiǎn)要介紹了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)分析了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)評(píng)測(cè)方法和性能指標(biāo)，具有很強(qiáng)的實(shí)際意義。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)；網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；性能；評(píng)測(cè)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是由眾多計(jì)算機(jī)和通訊設(shè)備，按照一定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議連接而成的信息集合系統(tǒng)，通過(guò)各種軟件、硬件協(xié)調(diào)工作來(lái)滿足人們的功能需求。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用系統(tǒng)成為人們生活中不可或缺的部分，與此同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)變得越來(lái)越復(fù)雜，人們對(duì)系統(tǒng)的性能要求也越來(lái)越高，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的有效評(píng)測(cè)成為技術(shù)人員的研究熱點(diǎn)。本文簡(jiǎn)要介紹了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)分析了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)評(píng)測(cè)方法和性能指標(biāo)，具有很強(qiáng)的實(shí)際意義。

1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)

1.1 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的硬件設(shè)備

一個(gè)完整的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要有硬件部分和軟件部分組成，硬件是一切功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)和前提，主要包括路由器、網(wǎng)卡、交換機(jī)、集線器、無(wú)線電臺(tái)等等。路由器是不同網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的工具，能夠?qū)崿F(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)傳輸，從而組成更大的網(wǎng)絡(luò)；網(wǎng)卡又稱作網(wǎng)絡(luò)適配器，用來(lái)連接計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備；交換機(jī)主要實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸，傳輸方式有無(wú)碎片直輸、存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)和直通三種方式；無(wú)線電臺(tái)是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的工具，一般用在遠(yuǎn)程傳輸，在現(xiàn)代通訊中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

1.2 資源子網(wǎng)和通訊子網(wǎng)

一般情況下，根據(jù)邏輯功能的不同，可以將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分為資源子網(wǎng)和通訊子網(wǎng)。資源子網(wǎng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的共享和提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能，由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、連接設(shè)備、終端控制器和各種軟件信息資源組成。通訊子網(wǎng)負(fù)載對(duì)信息進(jìn)行傳輸、傳接、加工和變換，由網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備和相關(guān)軟件組成。

2 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)性能測(cè)評(píng)方法

網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)性能是網(wǎng)絡(luò)自身的特性，與終端用戶及用戶操作無(wú)關(guān)，主要表征系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)配置、系統(tǒng)維護(hù)性能的好壞。評(píng)測(cè)所涉及的內(nèi)容很多，如測(cè)量方式是被動(dòng)還是主動(dòng)，發(fā)送測(cè)量包是什么類型的，對(duì)發(fā)送與截取測(cè)量實(shí)行何種采用方式等等。

2.1 主動(dòng)與被動(dòng)測(cè)量

主動(dòng)測(cè)量是指測(cè)試人員通過(guò)向服務(wù)器發(fā)送測(cè)試包，以獲取相關(guān)性能指標(biāo)，這種測(cè)試方法的優(yōu)點(diǎn)就是對(duì)硬件設(shè)備要求很低，不依賴于被測(cè)對(duì)象，但卻會(huì)給網(wǎng)絡(luò)增加額外通訊負(fù)荷，在一定程度上測(cè)試效果。被動(dòng)測(cè)量方式對(duì)硬件要求比較高，依賴測(cè)量鏈路上的通訊流量或被測(cè)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載，通過(guò)檢測(cè)服務(wù)器性能、資源使用、用戶端業(yè)務(wù)性能來(lái)判斷網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)性能的好壞。在通常情況下，為了取得最佳評(píng)測(cè)效果，網(wǎng)絡(luò)性能評(píng)測(cè)采取主被動(dòng)混合測(cè)量的方法。

2.2 單點(diǎn)測(cè)試與多點(diǎn)測(cè)試

根據(jù)測(cè)量點(diǎn)數(shù)的不同，可以分成單點(diǎn)和多點(diǎn)測(cè)試方法。在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展初期，測(cè)量人員一般采用單點(diǎn)測(cè)試方法，它具有很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)測(cè)探能力，但搜集的信息量有限，不能應(yīng)用于現(xiàn)代復(fù)雜的大型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，多點(diǎn)測(cè)量方式應(yīng)用而生，尤其是多點(diǎn)主動(dòng)測(cè)量，能有效測(cè)量大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和交叉路由信息。

2.3 應(yīng)用層測(cè)量與網(wǎng)絡(luò)層測(cè)量

應(yīng)用層測(cè)量主要為了對(duì)網(wǎng)絡(luò)商提供的業(yè)務(wù)進(jìn)行性能對(duì)比，用來(lái)測(cè)量客服機(jī)和服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)鏈路之間的性能參數(shù)。網(wǎng)絡(luò)層測(cè)量技術(shù)是隨著通訊濾波技術(shù)發(fā)展而生的新型傳測(cè)量技術(shù)，能有效評(píng)估網(wǎng)絡(luò)鏈路、路由器、服務(wù)等網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的性能。

3 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)性能評(píng)測(cè)的指標(biāo)與分析

評(píng)價(jià)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)性能的好壞的指標(biāo)很多，主要包括以下幾點(diǎn)：

3.1 連通性

連通性是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的基本指標(biāo)和屬性，表述連通性的參數(shù)主要有時(shí)間透明性參數(shù)和語(yǔ)意透明性參數(shù)，網(wǎng)絡(luò)時(shí)延、時(shí)延抖動(dòng)是表征連通性的主要指標(biāo)。語(yǔ)意透明性反應(yīng)了業(yè)務(wù)的可用性，成為考核網(wǎng)絡(luò)性能的一個(gè)重要參數(shù)。

3.2 網(wǎng)絡(luò)帶寬

帶寬是衡量網(wǎng)絡(luò)傳輸能力的重要參數(shù)，指單位時(shí)間內(nèi)物理鏈路能傳輸?shù)淖畲蟊忍刂担部梢苑Q作傳輸速度。它可以分為可用帶寬和瓶頸帶寬，可用帶寬指在網(wǎng)絡(luò)路徑存在流量的情況下，能夠提供給業(yè)務(wù)的最大吞吐量，瓶頸帶寬則反映了路徑的靜態(tài)特征，指通路中沒(méi)有背景流量時(shí)網(wǎng)絡(luò)能提供的最大吞吐量。

3.3 IP包性能指標(biāo)

IP包性能是評(píng)價(jià)網(wǎng)絡(luò)性能最重要指標(biāo)之一，包括IP包時(shí)延變換、IP包傳輸時(shí)延、誤差率、丟失率等等，許多因素會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)包出錯(cuò)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估和預(yù)測(cè)需要借助一定的數(shù)學(xué)模型，常用的方法有HMM模型、DHMM模型、貝努力模型等等。

3.4 流量參數(shù)

隨著網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜化、業(yè)務(wù)量高突發(fā)性，建立流量模型變得越來(lái)越重要。早期主要借鑒PSTN流量模型來(lái)描述網(wǎng)絡(luò)流量，后來(lái)基于自相似模型的流量建模研究和應(yīng)用得到大力發(fā)展，如小波理論及布朗運(yùn)動(dòng)模型等。流量參數(shù)是網(wǎng)絡(luò)性能的重要指標(biāo)，流量抽樣測(cè)量研究已成為高速網(wǎng)絡(luò)流量測(cè)試的研究重點(diǎn)。

綜上所述，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的性能測(cè)量技術(shù)還值得大力研究，比如：性能指標(biāo)的量化問(wèn)題、測(cè)量與分析結(jié)果的可視化、海量數(shù)據(jù)的分析方法和測(cè)量體系的構(gòu)建等等，相信隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展和相關(guān)理論的完善，人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)會(huì)更加深刻，也會(huì)不斷提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的各項(xiàng)性能。

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