基于校园网的网络测量系统设计与实现

3 系统主要功能实现方法

　　根据网络测量系统的体系结构，网络测量系统从功能上又可以划分为通信控制模块、数据收集模块、数据分析和处理模块、数据存储模块和结果的可视化显示模块等[8-9]。

　　3.1 通信控制模块

　　通信控制模块主要完成服务器向客户端分配任务、客户端向服务器发送心跳数据、客户端节点测量结果的传输等。为了保证数据在网络传输过程中的安全性，自定义并设计了通信协议，利用socket通信来完成基于TCP协议的可靠传输。图2所示是客户端和服务器端的通信流程。

　　3.2 数据收集模块

　　在数据收集模块中主要使用ping、fping、traceroute等主动测量工具向测量目标节点发送ICMP数据包，利用测量返回值得到性能参数。由于主动测量方法会增加网络的负荷，因此选择数据包较小的ping工具，而且在测量的过程中使用定长的时间间隔（客户端还可以根据需要修改间隔时间，默认的情况下是5 min）进行采样，这样就可以缓解网络中由于负荷过重可能导致的网络阻塞。

　　3.3 数据分析和处理模块

　　由于网络中各种因素的影响可能使每次测量的结果偏差较大，为了减少误差，使测量结果能够更好地反映实际情况，对测量结果求均差和方差等一系列分析处理，并把处理后的结果保存到数据文件中。