方向明

【摘要】信息時代，人們對網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的要求逐漸增多，但既有的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量測量技術(shù)未能適應(yīng)滿足人們的需求，因此，本文提出了基于硬件探針的大規(guī)模IP網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量測量系統(tǒng)，旨在充分發(fā)揮IP網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量測量技術(shù)的作用，保證網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量測量的效果，以此為人們提供高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)。

【關(guān)鍵詞】硬件探針；網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量；測量系統(tǒng)；關(guān)鍵技術(shù)

引言

自網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)后，其應(yīng)用范圍日漸廣泛，并且在生活與生產(chǎn)中的重要性愈加顯著，但在社會發(fā)展過程中，人們對網(wǎng)絡(luò)的需求與日俱增，其中最為強烈要求的便是網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的保障。通過實踐探索與學者研究，提出了IP網(wǎng)絡(luò)測量技術(shù)，它作為網(wǎng)絡(luò)管理的關(guān)鍵方法，對網(wǎng)絡(luò)運行狀況進行了全面的監(jiān)控，從而提高了網(wǎng)絡(luò)的安全性與穩(wěn)定性。當前，主要的IP網(wǎng)絡(luò)測量技術(shù)有兩種，分別為探針及非探針測量技術(shù)，但二者均存在不足，因此，本文重點介紹了基于硬件探針的IP網(wǎng)絡(luò)測量技術(shù)，分析了其總體架構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)計實現(xiàn)。

1.基于硬件探針的大規(guī)模IP網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量測量系統(tǒng)的概況

1.1 既有IP網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量測量技術(shù)的不足 針對探針I(yè)P網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量測量技術(shù)而言，其作為實質(zhì)性的測量方法，不足主要表現(xiàn)在較高的投入費用及相對復雜的部署，因此，其難以滿足大量部署的需求。目前，此技術(shù)主要用于手工測量及診斷等工作，同時，在實際應(yīng)用管理過程中，其缺少系統(tǒng)的上層管理系統(tǒng)，導致網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量測量難以具有規(guī)律性與周期性。針對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備IP網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量測量技術(shù)來說，其作為輔助性的測量方法，不足主要表現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的相關(guān)指標缺少精確性，同時，此技術(shù)未能對網(wǎng)絡(luò)指標展開單向采集。

1.2 硬件探針的概況 硬件探針屬于硬件設(shè)備，主要是通過網(wǎng)絡(luò)流量的獲取，以此實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)性能的精準測量，其最為顯著的優(yōu)點便是擁有豐富、完整的信息，進而滿足了網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量精密測量的信息需求。

根據(jù)國外某公司的研究可知，其研制的硬件探針實現(xiàn)了端到端的QoS監(jiān)控及OAM可視化，同時，通過對數(shù)據(jù)包的分類處理，促進了其各項功能的發(fā)揮，并且借助兩個軟件接口實現(xiàn)了與外界交互，二者分別為命令行模式與基于SNMP協(xié)議的通信，再者，它還具備實時在線式檢測功能，在實際測量時，節(jié)約了網(wǎng)絡(luò)資源[1]。

1.3 新測量系統(tǒng)的總體架構(gòu) 系統(tǒng)的核心服務(wù)器端軟件主要部署在省級網(wǎng)管中心，具體的物理設(shè)備有應(yīng)用服務(wù)器、采集服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器及配置服務(wù)器，通常情況下，地級網(wǎng)管中心采用分布式部署，而在省、地級網(wǎng)管中心的使用主要是借助管理終端，以此實現(xiàn)了遠程訪問。

2.基于硬件探針的大規(guī)模IP網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量測量系統(tǒng)的設(shè)計研究

2.1 關(guān)鍵技術(shù) 首先，測量任務(wù)統(tǒng)一管理機制。此技術(shù)是指一個測量任務(wù)，包含多個測量連接，而一個測量連接包含兩個PAA設(shè)備，在實際管理過程中，用戶可利用測量任務(wù)及其采集周期及持續(xù)時間的設(shè)置與停用，以此實現(xiàn)對相關(guān)測量連接的系統(tǒng)管理、性能測量及便捷停用。PAA設(shè)備主要負責對測量連接各端所在網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量監(jiān)測，具體的指標有單向與雙向時延、單向與雙向抖動及丟包率等。當一個PAA設(shè)備配置成功后，此設(shè)備則會對網(wǎng)絡(luò)中的對端設(shè)備進行自動搜索，如果二者已經(jīng)配置好，則會建立一條測量連接，如果二者未配置好，則會持續(xù)搜尋，直至找到對端設(shè)備。對于兩個PAA設(shè)備而言，其通信模式主要有兩種，第一種為二者在同一網(wǎng)絡(luò)，則可借助設(shè)備端口直接傳輸信息，第二種為二者在不同網(wǎng)絡(luò)，則可利用邏輯結(jié)構(gòu)實現(xiàn)信息傳輸，不同的通信模式適應(yīng)了不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的測量需求。

其次，網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量拓撲展示機制。此技術(shù)的形式為拓撲圖，以此讓客觀對網(wǎng)絡(luò)分布、測量設(shè)備分布、測量連接分布等情況得到了直觀的認識，同時利用圖形化的方法，對網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵性指標進行了顯示。通常情況下，客戶的IP網(wǎng)絡(luò)拓撲主要是利用背景圖片的方式實現(xiàn)的，將其放置在底層，并支持背景圖片的添加、導出及替換等。在背景上，顯示測量設(shè)備及測量連接的分布拓撲，并支持測量設(shè)備手工增加及拖拽調(diào)整等。同時，在拓撲上，擁有多樣的關(guān)聯(lián)功能，具體有設(shè)備操作、測量任務(wù)、查看警告等[2]。

最后，SLA映射機制。此技術(shù)主要是利用底層探針設(shè)備，從而實現(xiàn)了對被測網(wǎng)絡(luò)性能指標的測量，在此基礎(chǔ)上，獲取了映射SLA指標的相關(guān)性能數(shù)據(jù)。此后，結(jié)合SLA指標的映射規(guī)則，對各個性能數(shù)據(jù)進行映射，使其成為SLA指標。在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)將對IT基礎(chǔ)設(shè)施展開定期的監(jiān)控，以此掌握其性能，并保證其提交的服務(wù)均滿足SLA的約定。

2.2 設(shè)計實現(xiàn) 在功能方面，系統(tǒng)架構(gòu)主要包括三層，即：適配層、應(yīng)用層及展示層，第一層為各類技術(shù)接口模塊，系統(tǒng)借助此層，實現(xiàn)了與底層探針設(shè)備的通信；第二層主要是對核心業(yè)務(wù)進行邏輯處理，具體包括資源管理、網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量測量及評價、報表管理等；第三層為GUI訪問界面[3]。

在軟件方面，系統(tǒng)架構(gòu)主要是遵循MVC設(shè)計模式實現(xiàn)的，在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)擁有以下三個層面，即：視圖層、業(yè)務(wù)層及控制層，第一層的頁面展示代碼是由JSP與Ext JS技術(shù)進行編寫而成；第二層又稱數(shù)據(jù)持久化層，其持久化存儲是借助MySQL數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)的；第三層屬于系統(tǒng)的控制器，其主要作用為協(xié)調(diào)與調(diào)用其他兩層間的代碼。

在運行方面，在實際運行過程中，系統(tǒng)常見的功能模塊有以下幾部分，其一，網(wǎng)絡(luò)測量，作為最關(guān)鍵的功能模塊，實現(xiàn)了測量連接及任務(wù)的創(chuàng)建，同時對各性能指標的分析與對比，從而實現(xiàn)了實時監(jiān)控；其二，質(zhì)量評價，其具備網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量評價的功能，如：網(wǎng)絡(luò)評價拓撲、評價算法設(shè)置及SLA管理等，其三，資源管理，其所有的系統(tǒng)資源管理功能，滿足了用戶測量設(shè)備的功能需求，其三，報表管理及自身管理等，具體功能有報表生成、自定義報表、用戶管理及權(quán)限管理等。

總結(jié)

綜上所述，基于硬件探針的大規(guī)模IP網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量測量系統(tǒng)，有效彌補了既有IP網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量測量技術(shù)的不足，借助硬件探針，設(shè)計了大規(guī)模IP網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量測量系統(tǒng)，本文分析了既有技術(shù)的不足、硬件探針的概況，并重點闡述了新系統(tǒng)的總體架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)等，相信，在日后實踐中，通過對此系統(tǒng)的應(yīng)用，將進一步提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量測量的規(guī)范性、流程性與高效性。

參考文獻

[1]沈成，劉會永.基于硬件探針的大規(guī)模IP網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量測量系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 軟件，2013，12：46-50.

[2]董闖.基于硬件探針的網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)測研究與實現(xiàn)[D].北京郵電大學，2010.

[3]劉晨峰.IP網(wǎng)絡(luò)測量儀以太網(wǎng)線纜測試方法研究與實現(xiàn)[D].西安電子科技大學，2010.