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千兆网络流量监测仪的设计与实现

作　者: 马魁
导　师: 徐政五；李选明
学　校: 电子科技大学
专　业: 软件工程
关键词: 网络流量测量主动测量被动测量流量采集流量监测
分类号: TP393.06
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 41次
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内容摘要

随着互联网规模的不断扩大,网络应用不断增加,网络结构也在不断变化,对网络性能进行监控和管理显得越来越重要。研究网络流量特征,是网络行为研究、网络规划和网络管理的基础。网络流量测量是网络测量技术的一种,对网络流量进行监测和分析是掌握网络流量特征的有效方法。本文在分析研究现有的网络测量基础设施架构的基础上,设计与实现了一个基于Linux平台的千兆网络流量监测仪。论文主要工作有:①系统框架的设计在分析系统设计目标与系统功能需求的基础上,借鉴RTFM网络流量测量系统基础框架,提出了千兆网络流量监测仪的体系结构。结构模型从低到高分为数据采集、数据存储、数据分析和数据显示四个部分,并依据这个层次化模型,把系统分为实现数据采集功能的内核空间子系统和实现层次模型上三层次功能的用户空间子系统。②给出了用户空间子系统的详细设计与实现用户空间子系统的主要功能是数据存储与流量分析,由中央数据库与协议分析平台组成。子系统由四个功能模块组成:数据卸出模块、数据库管理模块、静态数据配置模块、分析查询子系统模块。系统的中央数据库采用MySQL数据库系统,并且定时对流量数据信息进行导入导出等管理操作,从而提高了系统的运行效率;在流量数据的显示和分析方面,系统提供图形化的用户接口,实现流量数据分析结果的可视化,获取隐藏在海量数据背后的有价值的流量信息。③进行了广泛的系统测试给出了千兆网络流量监测仪在实际环境下的测试结果,结果显示系统功能和性能达到设计要求,在进一步的完善后可以投入市场应用。千兆网络流量监测仪主要在两个方面具有较好的应用前景:一是通过网络流量分析的方法帮助网管人员有效定位网络软故障;二是通过监测分析网络业务的流量流向,刻画网络中业务流量的分布,各地区流量入/出的状况。适用于各运营商的市场营销和网络维护部门,以及政府、企业网络的管理维护人员。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章绪论  10-15
  1.1 选题背景  10-13
    1.1.1 千兆网络流量监测仪的选题背景  10-11
    1.1.2 千兆网络流量监测仪的研究意义  11-13
  1.2 论文主要工作  13
  1.3 论文的整体结构及章节安排  13-15
第二章网络流量测量技术的概述  15-23
  2.1 网络流量测量的分类  15-16
    2.1.1 主动测量和被动测量  15-16
    2.1.2 拓扑测量  16
    2.1.3 性能测量  16
    2.1.4 流量测量  16
  2.2 网络测量技术的研究现状  16-18
  2.3 常用的网络流量测量方法  18-19
    2.3.1 基于SNMP 的流量监测技术  18
    2.3.2 基于Netflow 的流量监测技术  18-19
    2.3.3 基于网络流量镜像的监测技术  19
    2.3.4 TAP 光分路器  19
  2.4 现有的高速网络测量系统  19-21
  2.5 本系统使用的网络流量测量技术  21
  2.6 本章小结  21-23
第三章系统的总体设计  23-34
  3.1 系统设计目标  23-24
  3.2 系统功能描述  24
  3.3 软件运行平台  24-25
  3.4 总体设计思想  25
  3.5 系统体系结构  25-28
    3.5.1 网络流量测量系统的基础框架  25-26
    3.5.2 监测系统的层次模型  26-27
    3.5.3 监测系统的框架结构  27-28
  3.6 软件总体设计  28-32
    3.6.1 内核空间子系统总体设计  28-29
    3.6.2 用户空间子系统总体设计  29-31
    3.6.3 软件的流程结构  31-32
  3.7 系统GUI 实现技术的介绍  32-33
  3.8 本章小结  33-34
第四章用户空间子系统的详细设计与实现  34-54
  4.1 引言  34-35
  4.3 数据库管理模块的设计  35-39
    4.3.1 数据库管理系统的选取  35
    4.3.2 数据库结构的设计  35-38
    4.3.3 数据库信息管理模块的设计实现  38-39
  4.4 数据卸出模块的设计  39-42
  4.5 静态数据配置模块的设计  42-43
  4.6 分析查询子系统  43-53
    4.6.1 网络流量的统计内容  44-46
    4.6.2 流量分析结果的可视化  46-47
    4.6.3 保存查询结果的文件格式  47
    4.6.4 流量统计的报表模板  47-52
    4.6.5 分析查询子系统的流程  52-53
  4.7 本章小结  53-54
第五章系统测试与结果分析  54-66
  5.1 功能测试  54-60
    5.1.1 测试环境  54-55
    5.1.2 总体测试思想  55-56
    5.1.3 PC 机总流量测试  56-58
    5.1.4 BT 流量分析测试  58-60
  5.2 性能测试  60-64
    5.2.1 测试环境  60
    5.2.2 测试过程  60-61
    5.2.3 测试结果与分析  61-64
  5.3 与其他软件的比较  64-65
    5.3.1 与Ethereal 的比较  64-65
    5.3.2 与NetFlow 的比较  65
  5.4 本章小结  65-66
第六章结论  66-68
  6.1 本文工作总结  66-67
  6.2 未来研究工作展望  67-68
致谢  68-69
参考文献  69-72

千兆网络流量监测仪的设计与实现

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