【正文】 ?????????????????????? 模型的分析?????????????????????? 結果的統(tǒng)計、分析及實際系統(tǒng)的比較? ??????????? 總線網(wǎng) (CSMA/CD)性能分 析評價 ...............39 校園網(wǎng)網(wǎng)絡性能分析與優(yōu)化 vii 系統(tǒng)概況 ................................................................................................39 功能說明 ................................................................................................41 第 5章 校 園網(wǎng)絡性能管理概括 ?????????????????????? 校園網(wǎng)簡介?????????????????????????? 校園網(wǎng)管理 ?????????????????????? 6 校園網(wǎng)管理的內(nèi)容?????????????????? 校園網(wǎng)管理的目標及重要性???????????????? 校園網(wǎng)管理的發(fā)展方向?????????????????? 校園網(wǎng)絡的性能管理?????????????????? 性能管理的實現(xiàn)方法?????????????????? 性能管理的目的和功能?????????????????? 反映校園網(wǎng)性能的參數(shù)??? ??????????????? 第 6章 校園網(wǎng)性能優(yōu)化方法 ....................................................................................... 概述 .................................................................................................................... 幾種網(wǎng)絡性能優(yōu)化技術 .................................................................................... QoS ...........................................................................................................46 組播 .........................................................................................................47 虛擬局域網(wǎng) .............................................................................................47 Web Cache Server...................................................................................48 校園網(wǎng)性能的優(yōu)化 ............................ QoS 在校園網(wǎng)流量中的應用 .................................................................48 組播在應用系統(tǒng)中的實現(xiàn) .....................................................................49 VLAN 的應用 .........................................................................................50 Web Cache Serve:技術的應用 ..............................................................51 第 7章 結束語 .............................................................................................................53 本文的主要工作 ...............................................................................................53 進一步的工作 ....................................................................................................53 參考文獻 ...................................................................................................................53 致謝 .........................................................................................................................54 校園網(wǎng)網(wǎng)絡性能分析與優(yōu)化 viii 1 緒論 網(wǎng)絡性能檢測這一學科領域從 20世紀 80 年代起逐漸受到重視，國際上有許多針對網(wǎng)絡性能監(jiān)控問題的研究項目和研究成果，有些得到了廣泛的應用。 本文首先研究并總結了網(wǎng)絡性能的定量描述指標，找出了影響網(wǎng)絡性能的主要因素，求出反映定量指標關系的數(shù)學 表達式是研究網(wǎng)絡性能的目標之一，而概率論、隨機過程和排隊論是進行網(wǎng)絡性能分析的重要數(shù)學工具。近一段時間由于計算機病毒爆發(fā)網(wǎng)絡安全危機等因素，網(wǎng)絡設備超負荷運轉(zhuǎn)，從而導致網(wǎng)絡性能不斷下降。 ISO 主要開發(fā)概念性的標準，由于 ISO/ OSI 網(wǎng)絡體校園網(wǎng)網(wǎng)絡性能分析與優(yōu)化 ix 系結構標準沒有相應的物理實現(xiàn)，基于 OSI 的網(wǎng)絡管理體系結構只能作為開發(fā)實用體系結構的參考。進行性能分析和討論應當以事實為基礎，即以己知 LAN 的設計方案為對象。根據(jù)用戶的業(yè)務特點，選擇何種網(wǎng)絡拓撲，工作站的個數(shù)最多可有多少，以及網(wǎng)絡應受哪些限制，擴充的余地還有多大等等，這些都要事先進行一定的理論分析，單憑經(jīng)驗往往很被動。 數(shù)學分析法 分析法指用數(shù)學表達式去描述在確定的拓撲結構及通信協(xié)議下，網(wǎng)絡所表現(xiàn)出來的性能參數(shù)的表達式，并用分析方法去確定網(wǎng)絡中各項參數(shù)對性能參數(shù)的影響?！?19】 模擬法 模擬結果和理論值之間，一般是存在誤差的。任何情況下吞吐量只能介于提供的負載和系統(tǒng)的容量之間。我們希望網(wǎng)絡工作在低延遲區(qū)域，避免進入高延遲區(qū)域特別是無限延遲區(qū)域，所以有必要確定局域網(wǎng)的性能邊界，這與站點個數(shù)密切相關。組建一個局域網(wǎng)首先確定采用支持哪一種協(xié)議的產(chǎn)品。 排隊論 排隊論又稱隨機服務系統(tǒng)理論，它廣泛應用于計算機通信領域，是計算機通信網(wǎng)的基礎理論之一。而對于有 m條輸出信道的分組交換節(jié)點 (它相當于一個排隊系統(tǒng) )來說，發(fā)送分組的速率(即系統(tǒng)的服務速率 )。其次，模型由分析現(xiàn)實系統(tǒng)有關的元素組成 。 模型的評價 編寫一個程序，使它的行為和它所描述的模型系統(tǒng)一樣或非常接近，通過統(tǒng)計、分析這個程序的運行結果來評價模型系統(tǒng)的行為。 t 秒 。如 u，過小 .如 u，合適 。校園網(wǎng)絡是 INTERNET 網(wǎng)的一個組成部分。當出現(xiàn)故障時，該功能確認故障，并記錄故障，找出故障的位置并盡可能地排除這些故障。 (2)高性能的網(wǎng)絡有助于提高工作效率和學校的競爭力。 嵌入方式給各獨立設備帶來了圖形化的管理。 性能管理功能大體上可以分為 (1)性能質(zhì)量保證 :是一組為了適應新技術的發(fā)展和客戶要求的變化，支持對網(wǎng)絡作出正確評價的管理功能。因此，在校園網(wǎng)建設中，可利用己有網(wǎng)絡設備支持的相關協(xié)議和標準去優(yōu)化網(wǎng)絡性能，如 QoS、組播、 VLAN、 Web cache server 等技術來優(yōu)化網(wǎng)絡性能。 虛擬局域網(wǎng) 虛擬局域網(wǎng)，又稱 VLAN (Virtual Local Area Network )，是由位于不同物理局域網(wǎng)段的設備組成，是網(wǎng)絡結點邏輯分段的方法?？稍诰W(wǎng)絡體系結構核心層使用先進的路由交換機，采用千兆以太網(wǎng)作為骨干，提供高的吞吐量和路由能力，為聲音和圖像等多媒體數(shù)據(jù)流的應用提供低延遲通道。要完成將組播信息發(fā)送到組播組的每個用戶，須在網(wǎng)絡上形成一棵組播樹【 26】，遍歷組播組的所有成員。尤其作為核心交換機，承載了大部分 VLAN 的流量，由于 VLAN 跨接的情況不一定很多、多數(shù)交換機不必將本地端口配置到多個 VLAN 中，所以很多流量不必經(jīng)過核心交換機，廣播到無需運載它們的鏈路上。另一方面，可以減少通過廣域網(wǎng)鏈路上的通信流量負擔。限制沖突和無謂的廣播是必須要解決的問題，一般認為每個廣播域的節(jié)點數(shù)不應超過 254。為了便于校內(nèi)用戶訪問公網(wǎng)，對本部分流量一般不作速率限制和優(yōu)先級設置【 25】。目前較流行的 Cache Server 主要有 :Squid、CacheFlow、 Inktomi。 組播是在多播環(huán)境下使用的協(xié)議，它位于網(wǎng)際層，是一個重要的協(xié)議，它將多媒體流組播占用的網(wǎng)絡帶寬降到最低，從而部分地保證服務質(zhì)量。 隨著 Inter 的迅猛發(fā)展， Inter 已經(jīng)成為全球范圍內(nèi)的通信方式，人們幾乎可以通過 Inter 獲取其所需要的任何信息。 (2)定期分析歷史數(shù)據(jù)，及時提示管理者和決策者做出設備和線路的升級計劃，保證設備和線路不會由于過度使用而出現(xiàn)網(wǎng)絡性能急劇下降的情況?！?14】 代理方式保留了現(xiàn)存的基于工作站的網(wǎng)管系統(tǒng)及設備的全部優(yōu)點，同時還增 加了訪問靈活的優(yōu)點。 (2)內(nèi)部管理 :目標是把校園網(wǎng)的日常管理電子化，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，其功能包括 :值班記錄、主干設備功能及參數(shù)描述、主干設備技術文檔、設備故障維護記錄、 工作規(guī)劃及安排、 FAQ 及布線管理等。 (5)數(shù)字化圖書館 :數(shù)字圖書館是以數(shù)字化格式存儲海量的多媒體信息，同時能對這些信息資源進行高效的操作，它的資源數(shù)字化、聯(lián)系網(wǎng)絡化、獲取自主化等優(yōu)點是傳統(tǒng)圖書館無法比擬的。中間結果數(shù)據(jù)可保存在數(shù)據(jù)庫中，供統(tǒng)計分析使用，并與理論計算 的結果進行比較，用以評價模型正確性與可靠性。 吞吐量 =完成傳送 的幀長和 /時間；介質(zhì)利用率 =有效傳送時間 /總時間 。 3. CSMA/CD 的模擬程序因為是隨機訪問， 所以服務為非窮盡式。根據(jù)評價結果，找出不合適的地方及原因，適當進行改。 局域網(wǎng)的性能受諸多因素的影響，主要有：（ 1）局域網(wǎng)的地理范圍（ 2）局域網(wǎng)的拓撲結構（ 3） MAC 協(xié)議（ 4）數(shù)據(jù)傳輸速率（ 5）數(shù)據(jù)包的長度（ 6）節(jié)點總數(shù)（ 7）數(shù)據(jù)流的到達模式、高層協(xié)議的影響等 ,要在合理假設的基礎上盡量簡化模型，防止不可解。對于 m 1 的多服務員系統(tǒng)，則系統(tǒng)的服務速率為 m的 b次方，即單位時間內(nèi)接受服務后離開系統(tǒng)的平均顧客數(shù)為 m的 b次方。 概率論與隨機過程 指數(shù)分布的概率密度函數(shù)為 :f(x)=λ eλ x λ 0,x=0 概率分布函數(shù)為 : F(x)=1 eλ x 指數(shù)函數(shù)具有無記憶性 (或馬爾科夫后效性 ) 泊松過程是最基本的到達過程，泊松分布的數(shù)學表達式為 :Pk(t)=(λ t)k/k!.eλ上式表示平均到達速率為入的泊松過程在時間 t 時間間隔中有 k次到達的概率。星形網(wǎng)絡的優(yōu)點是自然布線，適用于短距離、設備數(shù)量不太多的情況，能實現(xiàn)數(shù)據(jù)高速率的傳輸。但幀又不能太短，否則可能檢測不出沖突。容量決定了網(wǎng)絡的吞吐量上限。 綜合評價法 三種方法的比較 校園網(wǎng)網(wǎng)絡性能分析與優(yōu)化 xii 分析法 這種方法對系統(tǒng)規(guī)模一般有限制。 網(wǎng)絡測試是保證網(wǎng)絡高性能、高可靠性和高可用性的基本手段，最典型、最重要的是網(wǎng)絡協(xié)議分析儀，其典型功能是數(shù)據(jù)包的捕捉、協(xié)議的解碼、統(tǒng)計分析和數(shù)據(jù)流的產(chǎn)生。 不管是擴充一個現(xiàn)有網(wǎng)絡的功能還是規(guī)劃一個待建的網(wǎng)絡，都要在滿足用戶使用需求的基礎上使網(wǎng)絡的配置盡可能最優(yōu)，即應該在最優(yōu)可能導致網(wǎng)絡出現(xiàn)瓶頸的地方加大投資，即使設備昂貴也要購買較好的。 2 網(wǎng)絡性能分析的基本方法 網(wǎng)絡規(guī)劃設計的關鍵之一是建立網(wǎng)絡的優(yōu)化模型。之后各廠商開始開發(fā)兼容 SNMP 的產(chǎn)品。研究主要集中于兩個方面 :主動式網(wǎng)絡性能監(jiān)控和被動式網(wǎng)絡性能監(jiān)控。 本科生 畢業(yè)設計 （論文）