基于校园网的网络测量系统设计与实现

　　1.2 测量对象

　　根据网络测量的对象，可以分为网络拓扑发现、网络流量监控、网络性能测量和路由探测等方面。其中，对网络性能的测量最能够反映网络服务质量的高低。网络性能参数主要包括：基于网络层的性能指标（单向延时、往返延时、丢包率、带宽、可连通性等），基于传输层性能指标和基于应用层性能指标。路由探测主要是测量源节点和目的节点链路之间所包含的各路由信息状态。通过分析测量路径，能够发现网络中是否存在故障。例如，可以发现链路中是否出现中断不可达问题、路由器的配置问题、环路问题以及路径的冗余等问题。本系统主要从网络性能和路由探测两方面进行研究设计。

　　1.3 测量工具

　　测量工具是测量网络行为特征的重要组成部分。目前，测量工具主要有：基于网络性能的测量工具ping、fping、pathchar、traceroute等，基于流量的测量工具iperf、netperf、netflow、nettramet等，基于拓扑发现的工具skitter、GASP等，基于路由选择的工具traceroute、ASExplorer、RouteRracker等[7]。网络测量工具的选取对于网络测量结果有着重要的影响。本系统主要使用基于网络性能（ping、traceroute）和路由选择（traceroute）两大方面的测量工具。

　　2 体系结构的研究与设计

　　本系统主要通过在不同区域的高校部署客户端测量节点，实现一个分布式可协作的测量系统。其体系结构设计如图1所示。

　　该系统主要使用主动测量方法，测量节点通过主动测量工具探测网络上的目标节点，主要涉及到的测量参数包括带宽、延时、丢包率、可连通性和节点间的路径等，通过对这些参数的返回值进行分析处理，并把测量结果以图形化的方式显示在客户端Web服务器上。

　　系统主要分为服务器和客户端两大部分，采用的是B/S结构。服务器节点主要负责客户端节点的注册、管理和监测节点状态，向客户端节点分配测量任务，保存客户端节点返回的测量结果，显示已经部署好的客户端节点拓扑分布图并能够通过服务器端直接访问客户端节点。客户端节点主要完成测量任务，但是，它又不是完全意义上的客户端，当有其他客户端节点请求该节点进行协助测量时，此时该客户端节点又可以转变成为被请求客户端节点的服务器。客户端的主要功能包括：对服务器分配的任务进行测量并且保存和传送测量结果，本地用户的添加、删除、修改等管理操作，协助其他客户端节点完成测量任务，图形化显示出测量结果等。