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网络仿真技术对网络性能的作用

时间:2013-05-13来源:易品网 点击:
1 性能指标 
  1.1 定义 
  吞吐量是指在单位时间通常是以秒为单位的时间内节点之间对于数据进行无差错的数据传送量。主要包括了整个网络的总的吞吐量以及节点的吞吐量,特定的连接以及会话吞吐量也包含在内。 
  容量则是指的信道容量或者是带宽,主要就是衡量电路和网络对于数据的传输能力。通常是用每秒钟所传输的数据的比特数来衡量。 
  利用率则是指使用的容量在特定的时间段中占整体可用容量的百分率。 
  最优利用率就是指网络饱和之前利用率的最大平均值。比如在以太网的共享最大利用率一般都是在37%以下,光纤分布式以及令牌环的FDDI,在最优利用率上的目标是70%,而广域网在利用率的最优目标上接近令牌环,在70%左右。 
  在特定的时间段内,网络节点在准备发送时所有的数据量就是可提供负载。 
  有效率则是传送的所有的正确通信数量占到全部通信量的百分比。延迟则是报文在网络以及节点和链路中存在的时间,起点为进入时间,终止时间是离开时间。分别将延迟称为网络延迟以及节点延迟和链路延迟。延迟的变化量也被称为了延迟的抖动量,指的是延迟变化的平均时间量。网络相应时间值得就是对服务请求的回应时间。 
  1.2 选取性能指标 
  网络本身就是面向各个阶层和各个业务领域的,因此由于网络对象具有差异,所承载的业务范围不同,在网络服务的提供商也就具有着偏差,这在网络性能的评价上面所需要的最优指标是有所差异的。比如,网络对于企业所提供的服务支持主要就在于数据库的查询以及传输文件上,因此性能指标最为敏感的就是吞吐量以及响应时间;而又如IP电话的供应商在对于网络服务的提供主要是在语音传输,因此性能指标最敏感的则是延迟抖动以及延迟。在对于整个网络的管理以及设计的各项指标都希望在实际的应用中被调整设置到最理想的状态,但是这种情况往往无法达到,这也是由于现实中还需要考虑到成本、服务商的技术支持和网络协议的影响以及链路状态等多方面的原因,因此在操作中要权衡各方面的因素,在对性能做评价时需要对主要的敏感参数进行评价,这就是好坏的标准,而其他的性能指标只是作为参考。而且特定的网络各个性能指标的方案是不一样的,而不一样的方案对于服务的提供质量也不同。所以,对于性能参数来说其合理与否是对于评价以及实际应用的影响的最为关键的因素。下面就提供了集中评价网络性能的方案用以参考。 
  首先是以批量传输数据的业务为主的数据传输网络。比如在对大规模的数学进行计算的传输条件、中间和结果,定期对系统进行的数据采集。这种方式对于大规模的数学计算的支持是典型的分布式系统,并且还会应用在工业的控制系统上、接受气象数据上等等。而用户在网络的传输要求上主要就是期待传输具有完成准确的特性,在延迟的要求上并不苛刻,但是需要其适应突发性的数据量。所以,对于网络的性能呢个的几点主要的评价指标主要是,丢包率、链路的利用率和节点的吞吐率以及网络的总吞吐率。 
  多媒体网络:这类网络以多媒体业务为主,传输数据为文字、图形、图像、声音和数据等多种媒体数据,它典型地支持视频会议、远程医疗、远程教育等应用系统。多媒体应用的用户要求网络容量足够大,数据延迟和延迟抖动尽量小。因此,选取的网络几个主要性能评价指标为:链路利用率、延迟、延迟抖动和丢包率。 
  2 对于网络性能的评价实验的仿真设计 
  在进行网络的各项需要测评的指标参数定下来之后就要根据网络的研究需求进行仿真的实验设计,这个设计的基础就是要根据各个仿真需求进行因素确定,不仅仅是包括了可控因素及其水平的考虑,同时也包括了不可控因素及其水平的考虑,通过对诸多因素的综合考虑对仿真实验的各个实验模型进行设计规划,并且实验根据因素的影响及要求还可以分为单因素实验以及多因素实验,但是无论是那一种,都要对因素的效应进行有效的观测,以保证实验的真实性和有效性。这就是模型设计上的基本目标。 
  2.1 构造的简析 
  在研究网络的性能实验中,在技术的研究上无论是仿真模拟还是理论分析,构建模型都是关键的环节,处在成个工作的中心位置,这也是网络仿真的工作重点。对于流量模型,研究的环节都是循环的求证,不断的进行着分析到设计,设计后的建模,以及建模后试验的分析和求证。对于性能研究,仿真软件大多都会进行有效的网络流量模型,但是在真正的实验过程中对于流量模型还是要根据要求重新建立,这样才能对流量的特性进行一个有效的设计和建模求证,对于通信的负载分析,主要就是在网络的通信负载总量以及负载应用的和初始化的负载上面,同时还包括了网络协议以及管理上的负载要求。对于流量的分析出了应当对节点进行流量的分布分析之外在链路上也应当进行适度的分析。对流量的类型比例进行分析,通过网络层次的不同,按照不同流量占到总流量的比例对网络进行把握。 
  而在流量的分解分析中还应当注意,不是所有的分析都是整体性的,有时候还会遇到对特定业务特征进行特定的研究,这就需要将业务的流量分析分为目标流量以及背景流量两个部分。 
  2.2 其他工作 
  网络建模其实是根据需要而多种多样的,除了上述的流量模型之外,还包括了多种设计,像是拓扑模型、仿真粒度的确定模型、协议选用模型以及网络的动态设定模型等等,这些模型的设计在应用中得到了很好的验证。仿真粒度的确定实际上就是在网络的仿真模拟中对于实验的范围以及详细程度予以细化。具体的说,就是确定实验的层次,因为实验的模拟实际上就是对应当实化的地方予以突出对于抽象部分予以虚化,如此构建出的模拟网络环境。如,对于大型的实验中边缘局域网实际上可以抽象做节点来模拟,或者在一个节点上的局域网都可以抽象成为一个节点。 
  仿真实验虽说是实验,但是其过程的复杂程度贴近于现实,所以,对于结果的统计和处理分析要求也有着一定的标准。像是在计算的性能参数上对均值以及方差的计算要求就比较高。 
  3 结束语 
  影响计算机网网络性能的主要因素是链路带宽、节点性能、网络拓扑、路由算法、通信协议、拥塞控制、网络配置以及网络应用等。在以往的文献中,有关网络性能分析的文章主要是着重在协议或算法性能的分析方面,例如在示例网络中对两种或多种同类型协议进行性能方面的比较,或是对控制算法改进程度的评估,或是利用某种协议对特定网络应用支持的尝试等等,而对实际或设计的网络本身的总体性能指标,以及网络对各种应用的支持性能的研究还很欠缺。然而随着包含多媒体、多协议、多网络互联发展的趋势,使得网络环境日益复杂,对网络应用系统本身的性能进行评估和预测,对其运行效率进行监控和性能分析越显重要。
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