网络性能主动测量工具开发包的设计与实现

摘要

网络测量是了解互联网性能的基本手段，根据测量方式的不同可将其分为主动测量方法与被动测量方法。由于主动测量方法的易实现性，现在大部分网络测量项目都会采用此技术方法。目前，主动测量工具在数据包通信过程的实现方面一般采用socket编程，但socket编程对实现过程的低封装性使得其效率较低，过程较为复杂;此外，对同种指标的不同测量方法进行评估时，不同的实现机制会影响测量结果，使得研究者难以对测量方法进行准确的评估。
　　本文以这两方面为目标开展工作，设计一种主动测量工具开发包，作为主动测量工具开发的支持，使得研究者在对主动测量工具进行设计和实现时无需过多在意数据包通信过程的实现。论文的主要工作有:
　　第一，对主动测量方法在网络性能方面的运用进行了调研和综述，目前主要针对延迟、带宽以及丢包率等指标的测量方法的研究。分析现有指标的测量技术，总结各指标常用的测量模型，并对其在实现过程中存在的问题进行讨论，从而提出以Libnet和Winpcap为实现基础的主动测量工具开发包的设计。
　　第二，对主动测量工具开发包进行设计与实现。分析主动测量工具开发包的需求，给出了开发包在数据包发送、接收以及处理三个部分的总体的设计;然后对开发包的具体实现过程进行讨论，给出开发包的总体实现方案以及各个模块的具体实现过程;最后，通过对主动测量工具开发包的功能、性能以及实现效率的测试表明，主动测量工具开发包能够高效地实现主动测量工具的功能。
　　本文成果主要应用于对网络进行测量，旨在可快速实现多种主动测量工具，将主动测量过程中所需各种操作进行封装，提供统一的编程接口，使主动测量工具的实现变得简单;并为指标测量方法的评估提供统一的实现机制。

目录

声明

摘要

插图索引

附表索引

第1章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 网络性能测量技术

1．2．2 网络性能测量工具

1．2．3 实现测量工具的开发包

1．3 论文主要工作

1．4 论文组织结构

第2章 主动测量技术的研究概述

2．1 引言

2．2 主动测量技术介绍

2．3 主动测量技术应用

2．3．1 往返延迟测量

2．3．2 带宽测量

2．3．3 丢包测量

2．4 主动测量模式总结

2．4．1 探测包类型分类

2．4．2 探测包发送方式分类

2．4．3 测量点分类

2．4．4 计算所需参数分类

2．5 小结

第3章 主动测量工具开发包的设计

3．1 引言

3．2 现有主动测量工具实现存在的问题

3．3 功能分析

3．3．1 数据包接收

3．3．2 数据包接收

3．3．3 数据包处理

3．4 主动测量工具开发包的应用

3．5 小结

第4章 主动测量工具开发包的实现

4．1 引言

4．2 总体实现框架

4．3 数据包构造与发送模块

4．3．1 构造不同类型数据包

4．3．2 构造不同发送方式数据包

4．3．3 数据包发送模块代码实现归纳

4．4 数据包接收模块

4．4．1 参数设置部分

4．4．2 数据包结构函数的定义

4．4．3 捕获数据包部分

4．4．4 数据包匹配机制

4．4．5 数据包接收模块代码实现归纳

4．5 数据包处理模块

4．5．1 发出数据包的处理

4．5．2 接收数据包的处理

4．6 实现流程

4．6．1 开发包实现测量工具流程

4．6．2 开发包实现测量工具的代码实现流程

4．7 小结

第5章 实验分析

5．1 引言

5．2 实验平台

5．3 功能验证

5．3．1 功能验证实验方案

5．3．2 功能验证结果分析

5．4 性能验证

5．4．1 性能验证实验方案

5．4．2 性能验证结果分析

5．5 实现效率分析

5．6 小结

结论

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录

附录B 攻读学位期间所参与的科研项目