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基于动态反馈的三级网性能监测系统的设计与实现

作 者: 高伟
导 师: 肖晓强
学 校: 国防科学技术大学
专 业: 计算机技术
关键词: 三级网 参数测量 动态反馈 DFMM-TN机制 性能监测
分类号: TP393.06
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
下 载: 18次
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内容摘要


在当前三级网规模不断扩张,结构日益复杂,业务种类与日俱增的背景下,三级网已发展为集数据、语音、视频于一体的综合信息网,目前的性能监测手段往往只对某个或某几个性能参数独立的进行监测,不考虑各性能参数之间的内在联系,并且在监测方法的选择上,往往没有考虑三级网独特的结构功能特点可能对监测方法带来的影响,已经不能满足现实需要,迫切需要一种基于三级网结构功能特点的性能监测系统对三级网性能进行监控,保证三级网平台的稳定、安全、可用和适用,进而保证各项工作的高效有序开展。论文提出改进当前三级网性能监测系统需要从两个方面入手,一是要结合三级网结构和功能特点,对特定性能参数的监测方法进行改进;二是要对弥补当前性能监测系统只对网络性能状态表象进行监测,不关注造成该状态的原因的缺陷。在深入当前性能参数监控方法和网络性能整体监测机制的基础上,提出了针对网络拓扑、连通性、时延和时延抖动、丢包率和流媒体业务性能综合指标Directional_MDI的监测方法,设计了一种基于动态反馈的三级网性能监测机制,并最终根据提出的改进监测方法和监测机制,实现了三级网性能监测系统。针对三级网拓扑结构层次清晰,路由节点和用户节点基本可控的特点,简化了其拓扑监测和连通性监测方法,提高了其在三级网上运行的效率;根据三级网节点间路由路径可逆的特点,选择使用往返时延作为时延和时延抖动监测的基础数据,并自动实现了基于UDP报文探测和相应机制,以避免路由器(交换机)可能针对ICMP报文的QoS优先级设计可能对监测结果造成的影响;采用延迟构造Tag报文的方法进行丢包率监测,解决了现有丢包率监测方法存在的报文数计量不精确等问题;在MDI指标的基础上提出了考虑方向性的媒体传输质量指标Directional_MDI,通过DF,MLR,Direction三种指标组合来判断流媒体网络传输质量,其结果比MDI更及时,更精确。提出了一种基于动态反馈的三级网状态测量机制DFMM-TN。该机制通过守护测量获取网络的基本状态,然后根据获取的测量结果判定是否需要对网络状态进行进一步的测量,若需要,则自动选择待测参数和测量手段,发起反馈测量,获取进一步的网络状态信息以分析现有状态出现的原因。该测量机制能够反映网络故障等产生的深层次原因,有利于及时准确的故障设备,保证网络的正常运行。根据针对各性能参数的改进监测方法和DFMM-TN监测机制,设计并实现了由集中控制节点、多个分布式监控节点和多个部署了监测响应程序的目的节点组成的三级网状态监测系统,主要包括节点部署、用户指令执行、监控配置确定、监控结果显示和监控数据接收、调度模块、监测规则集、监测工具集、数据库、监测工具加载工具和各类标准化配置和交互接口等模块,说明了各模块的功能和其协同工作机制,并对监测规则集、监测工具集及交互接口模块等的动态扩展进行了描述。并最终在实际网络环境中,完成了系统的运行实验,并对实验获取的数据的正确性进行了分析。

全文目录


摘要  9-11
ABSTRACT  11-13
第一章 绪论  13-17
  1.1 研究背景及意义  13-14
  1.2 国内外研究现状  14-15
  1.3 论文的主要工作  15-16
  1.4 论文的组织结构  16-17
第二章 网络性能监测相关研究  17-30
  2.1 网络性能监测技术研究现状  17-20
    2.1.1 网络性能监测技术的分类  17-18
    2.1.2 网络性能指标体系  18-19
    2.1.3 网络性能监测技术的发展趋势  19-20
  2.2 部分网络性能参数监测方法研究现状  20-26
    2.2.1 拓扑结构监测方法  20-21
    2.2.2 连通性监测方法  21-22
    2.2.3 时延及时延抖动监测方法  22-25
    2.2.4 丢包率监测方法  25-26
  2.3 监测工具研究现状  26-29
    2.3.1 商用监测工具和系统介绍  26-27
    2.3.2 开源监测工具和项目介绍  27-29
  2.4 本章小结  29-30
第三章 三级网流媒体业务性能监测关键技术研究  30-40
  3.1 三级网的结构功能特征  30-31
  3.2 三级网拓扑结构监测方法研究  31
  3.3 三级网连通性监测方法研究  31-32
  3.4 三级网端到端时延及时延抖动监测方法研究  32-35
    3.4.1 三级网时延监测方法研究  32-34
    3.4.2 三级网时延抖动监测方法研究  34-35
  3.5 三级网丢包率监测方法研究  35
  3.6 三级网流媒体业务性能监测机制  35-39
    3.6.1 流媒体业务相关概念  35-36
    3.6.2 媒体传输质量指标  36-38
    3.6.3 考虑方向性的媒体传输质量指标(Directional_MDI)  38-39
  3.7 小结  39-40
第四章 基于动态反馈的三级网性能监测机制  40-48
  4.1 现有网络性能监测机制存在的缺陷  40-41
  4.2 DFMM-TN 的逻辑结构  41-44
    4.2.1 调度模块  41-42
    4.2.2 监测规则集  42
    4.2.3 监测工具集  42-43
    4.2.4 系统内外接口  43
    4.2.5 监测工具加载模块  43-44
  4.3 DFMM-TN 监测机制运行流程  44-47
    4.3.1 性能监测流程  44-46
    4.3.2 系统重构流程  46-47
  4.4 小结  47-48
第五章 基于 DFMM-TN 的三级网性能监测系统设计  48-56
  5.1 节点部署  48-49
  5.2 整体结构  49-50
  5.3 关键模块设计  50-55
    5.3.1 监控数据接收模块  50
    5.3.2 节点部署模块  50-51
    5.3.3 监测和响应报文构造模块  51
    5.3.4 监测数据采集模块  51-52
    5.3.5 监测调度模块  52-53
    5.3.6 监测数据处理模块  53-54
    5.3.7 监测规则集  54-55
  5.4 小结  55-56
第六章 三级网性能监测系统的实现与验证  56-67
  6.1 系统开发环境概述  56
  6.2 系统主界面  56-57
  6.3 关键模块实现  57-61
    6.3.1 监控数据接收模块  57-58
    6.3.2 监测和响应报文构造模块  58-59
    6.3.3 监测数据采集模块  59-60
    6.3.4 监测调度模块  60
    6.3.5 监测工具  60-61
  6.4 实验数据  61-66
    6.4.1 实现场景 1-连通性监测  62-63
    6.4.2 实现场景 2-时延监测  63-65
    6.4.3 实验场景 3-D_MDI 指标监测  65-66
  6.5 小结  66-67
第七章 总结与展望  67-69
致谢  69-70
参考文献  70-73
作者在学期间取得的学术成果  73

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 计算机网络 > 一般性问题 > 计算机网络测试、运行
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