性能测量是
网络管理系统中的一个重要组成部分,它主要是通过测量网络中硬件、软件和传输媒质的性能,为网络管理提供决策信息,以保证网络运行效率和服务质量。在实际中,网络运行效率和服务质量有着相互制约的关系。网络运行效率的提高有可能导致服务质量的下降,而为特定用户保障较高的服务质量将导致网络运行效率的下降。因此,性能测量的主要目的就是获取这两方面的性能数据,从而在提高网络运行效率和保障服务质量之间找到一个最佳的平衡点。
随着
互联网的不断扩大和IP应用的迅速发展,网管、计费、业务分析、QoS监控等多个领域都对网络性能测量提出了要求。无论是网络服务提供商还是最终用户对网络性能状况的关心程度也都在逐步提高。对于最终用户来说,其关注的性能问题主要是网络所提供的端到端的服务质量;而网络服务提供商对网络性能的关注则集中在如何分析、定位网络的性能瓶颈,如何发现隐患并在故障发生前及时解决问题以及如何有效地实施网管并进行合理计费。网络性能
测量平台是完成网络性能测量的基础设施,在它所提供的框架中用户可以方便地部署各类网络性能测量工具,完成网络性能的测量和评估。性能测量的目标是帮助网络管理员获得以下信息:
性能分析的基础是采集性能数据,为了获得性能数据,需要采用合适的性能测量模型,应用比较多的主要有以下三种模型:集中模型、分层模型和分布式模型。集中模型是传统网络管理技术的自然产物,应用比较广泛,是占主导地位的应用模型;分层模型是为了适应网络规模不断扩大的状况,在集中模型的基础上改进的一种应用模型;分布式模型是随着网络设备功能的不断增强、网管技术不断发展而出现的新型模型。网络设备大多数可以通过SNMP和
CMIP协议管理,这两种协议均采用客户 -服务器结构。因此,多数网络管理系统的性能测量模块均采用集中模型。在集中模型中,运行于网络管理工作站的一个性能测量应用作为客户端连接到所有内驻于被管设备中的协议代理,读取所需的性能数据。这种模型简单实用,可以适用于早期大多数网络中。但是,集中模型的处理工作大量集中在处于中心位置的网管工作站上,并且在被管设备和管理者之间存在着大量的数据交换,因此具有效率低下、增加网络负载的缺陷。随着网络速率的增长和规模的扩大,集中模型的固有缺陷问题越来越突出。在这样的背景下,研究者提出了在集中模型上改进的分层模型。在分层模型中,网络被分为若干管理域,其性能参数分别由各自对应的域管理者获取。这些性能参数在域管理者处进行汇总处理后,由域管理者负责向中央管理者汇报。这种模型具有以下优点:将中央管理者的工作分配一部分到域管理者中,避免了瓶颈的出现;可以对不同的管理域进行并行操作,同时获取多个性能参数;可以通过增加不同级别的域管理者,适应不同规模的网络,很方便地进行扩展升级。虽然分层集中模型在集中模型的基础上性能有所提高,但本质上仍然时集中模型,采用集中模型的性能测量很大程度上要依赖中央管理者的能力。随着网络规模的不断扩大和设备能力的不断提高,集中模型已越来越不能适应。一方面,中央管理者很难适应迅速变化的网络状况,获取性能数据;另一方面,网络设备自身的管理能力和资源得不到利用,造成浪费。因此,分布式模型受到越来越多的关注。授权管理模型就是一种简单的分布式模型。随着
编程语言的功能增强和广泛应用,在简单分布式模型的基础上,进一步提出了完全分布式模型。在简单分布式模型中,管理者可以将完成性能测量功能的代码以一定的机制动态分发到被管设备中执行。被管设备可以灵活地执行这些代码,并在性能测量功能执行完毕后删除代码。代码分发机制有两种方式:代码下载和任务分发。在代码下载方式下,管理者将性能测量代码直接下载到被管设备中执行。在任务分发方式下,管理者将性能测量任务分发给被管设备,被管设备根据任务内容在相应的代码服务器下载执行代码。在完全分布式模型中,运行与被管设备中的授权代码可以停止自身的运行,并将代码、运行状态和执行数据转移到其他被管设备中继续执行。这种代码被叫做移动代理。这是一种非常灵活的方式,对于在一个不定的网络范围内查找特定的性能参数是非常有用的。与集中式模型相比,采用分布式模型的性能测量具有以下优点:
主动测量就是通过向网络、服务器或应用发送测试流量,以获取与这些对象相关的性能指标。其主要优点是不依赖于被测对象的测量能力,且对硬件要求不高;但另一方面,这种测量方式会给网络增加额外的通信流量,在一定程度上也可能影响测量的结果。
被动测量是通过监测网络通信状况(例如服务器的性能、资源使用,用户端的业务性能,以及网络传输状态等)进行的,不会影响网络的正常运行,但它必须依赖测量链路上的通信流量或被测节点的负载情况,且对
硬件性能的要求高。因此,在很多情况下,网络性能测量是采用主、被动混合的测量方式,即主动测量和被动测量都是结合着进行的。
从测量点的数量来分,网络性能测量可分为单点测量和多点测量。单点非合作测量具有相当强的网络探测能力,在研究初期,许多工作都采用单点测量。但由于单点测量能力有限,搜集的信息不全面,分布式多点测量应运而生,尤其是多点主动测量,利用多个探测点得到的数据,能够综合出大规模的网络数据和单点所得不到的交叉路由信息。
应用层测量常用于对不同提供商提供的业务进行性能比较,对于基于网络平台的各种业务,其应用层性能的测量正变得越来越重要。随着通信过滤技术的使用日益广泛,对Internet服务提供者(ISP)提供的骨干网一般采用网络层测量,以评估其提供的网络链路或路由器、服务器等网络节点的性能。