Mittauslaki
Mittauksen tarkoitus on käyttää dataa kuvaamaan havaittavaa ilmiötä tietyn lain mukaan, eli tehdä kvantitatiivista kuvausta asioista. Mittaus on ei-kvantitatiivisten kohteiden kvantifiointiprosessi.
Mittauselementit
1. Mittausobjekti, eli mittausobjekti. Se on asia tai ilmiö, joka on olemassa objektiivisessa maailmassa, ja se on esine, jonka haluamme käyttää numeroita tai symboleja ilmaisemaan, selittämään ja selittämään.
2. Mittaussisältö, eli mittauskohteen tietty attribuutti tai ominaisuus. Itse asiassa missä tahansa mittauksessa, vaikka mittaamamme kohde on esine, mittauksen sisältö ei ole kohde itse, vaan kohteen ominaisuudet tai attribuutit.
3. Mittaussäännöt eli toimintasäännöt asioiden erilaisten attribuuttien tai ominaisuuksien ilmaisemiseksi numeroilla ja symboleilla. Voidaan myös sanoa, että se on erityinen toimintamenettely ja standardi erilaisten ominaisuuksien tai attribuuttien erottamiseksi.
4. Numerot ja symbolit ovat työkaluja, joita käytetään mittaustulosten ilmaisemiseen. Esimerkiksi 120cm, 350 yuania.
Tutkimusalat
Verkoston mittaus ja analysointi on jaettu pääasiassa kolmeen tutkimusalaan:
(1) Mittaus. Kaappaa tarkasti kvantitatiiviset Internet ja sen toiminnot Mittaustiedot. Yleisesti verkon mittauksen pääparametreja ovat RTT, polkutiedot, kaistanleveys, viive, pullonkaula, purskeliikenteen taajuus, ruuhkaisuus, dynaaminen pullonkaula, sivuston saavutettavuus, läpäisykyky, kaistanleveyden käyttöaste, pakettihäviönopeus, palvelimen ja verkkolaitteiden vasteaika , maksimi verkkoliikenne, verkkopalvelun laatu QoS (mukaan lukien kuvan, datan, äänen ja muun palvelun laatu) jne. On syytä huomauttaa, että verkkotason mittauksessa on mittaustyyppi, joka on mitattava Attribuutit ovat verkkoon luontainen, kuten sen topologia, yhteyskapasiteetti ja viive; toisen tyyppinen attribuutti heijastaa verkon nykyistä tilaa, kuten jonotusviivettä, yhteyden saatavuutta ja reititysdynamiikkaa.
(2) Malli Tämä on suorituskyvyn arvioinnin ydinkysymys – muodollisen verkon kuvauksen ja simuloinnin luominen. Tämän mallin tehokas soveltaminen voi toteuttaa verkon tulevan käyttäytymisen ennustamisen.
(3) Ohjaus. Mittauksen käyttö ja Mallinnuksella saadut tiedot voivat toteuttaa Internet-resurssien järkevän konfiguroinnin ja käytön. Mittaa verkon topologiaa, kuvaa dynaamisesti laajamittaista verkkorakennetta ja analysoi verkon suorituskykyä verkon muutosten mukaan sekä verkon tehokkuutta ja
Käyttäytymisen arvioinnissa on ainakin seuraavat sovellukset:
(1) Verkon valvonta. Sisältää verkon toiminnan valvonnan, verkkoresurssien ja verkon suorituskyvyn (kuten liiketoiminnan suorituskyvyn, viiveen, katoamisen jne.) Pakettinopeuden, RTT:n, kaistanleveyden käytön, verkon skaalautuvuuden (skaalautuvuuden jne.) valvonnan jne. toimittaa vika- ja poikkeavia tapahtumia koskevat raportit ja tehdä vastaavat arvioinnit.
(2) Verkon laadunvalvonta ja tuki Verkonhallinta. Kuten patologisten reittien löytäminen ja korjaaminen, verkon reititysstrategioiden laatiminen pitkäaikaisten havaittujen reititystietojen perusteella, itseorganisoituvat verkkoresurssit verkon tuhoutumisen jälkeen jne.
(3) Laajamittainen verkkohyökkäysten estäminen Samalla se tarjoaa tarvittavat verkkokartoitukset ja liikenneanalyysit tietohyökkäysten vastatoimia varten. Seuraamalla verkkokäyttäytymistä laajassa mittakaavassa on mahdollista löytää verkon poikkeavuuksia, tarjota ennakkovaroitusmenetelmiä laajamittaisten verkkohyökkäysten estämiseksi ja mahdollistaa maan paremman makrohallinnan verkonhallinnassa.
(4) Verkkomittausta voidaan soveltaa myös eri Internet-palveluntarjoajien (Internet-palveluntarjoaja, ISP) palvelun laadun (QoS) vertailuun, mobiili-IP-paikannukseen, välityspalvelimeen Automaattiseen valintaan ja moniin muihin näkökohtiin.
(5) Tarjoa tutkimusperusta Internet-ympäristön simulointiin, protokollasuunnitteluun ja arviointiin sekä dynaamiseen verkon selviytymisanalyysiin.
(6) Internet-liikenteelle Engineering (trafficengineering) ja verkkokäyttäytymisen (verkkokäyttäytymisen) tutkimus tarjoaa perustodisteita ja varmistusalustan.
Vakioluokitus
Verkkomittauksille on olemassa monia luokitusstandardeja. Mittausmenetelmän mukaan se jaetaan aktiiviseen mittaukseen ja passiiviseen mittaukseen; mittauspisteiden lukumäärän mukaan se jaetaan yhden pisteen mittaukseen ja monipistemittaukseen; mitattavan henkilön tietämyksen mukaan se jaetaan yhteismittaukseen ja ei-yhteistyömittaukseen; Mittauksessa käytetyn protokollan mukaan se jaetaan BGP-protokollaan perustuvaan mittaukseen, TCP/IP-protokollaan perustuvaan mittaukseen ja TCP/IP-protokollaan perustuvaan mittaukseen. SNMP-protokollan mittaus; mittauksen sisällön mukaan se jaetaan topologiamittaukseen ja suoritusmittaukseen.
Aktiivisessa mittausmenetelmässä verkkoa tutkitaan lähettämällä dataa verkkoon, tarkkailemalla tuloksia ja tiedon lähettämiseen kuluvaa aikaa. Käyttäytyminen. Mittaa aktiivisesti todellista verkkoon lähetettyä liikennettä ja käytä näitä liikennemittauksia heijastamaan verkon muille käyttäjille tarjoamien palveluiden parametreja, mukaan lukien RTT (kiertoaika) ja pakettihäviönopeus. Useimmat projektit, joihin ihmiset osallistuvat Aktiiviseen mittaukseen.
Passiivisessa mittaustilassa verkkotoimintaa tallentava anturi on yhdistetty verkkoon. Useimmissa tapauksissa se on kytketty verkkosolmujen väliseen yhteyteen ja siihen liittyvään liikenteeseen liittyvään tietoon.
Mittauspisteiden lukumäärän suhteen verkkomittaus jaetaan yhden pisteen ja monipistemittauksiin. Tutkimuksen alussa monet tehtävät kuuluvat yksipistemittaukseen, mutta mittauskyvyn Limitedin vuoksi kerätty tieto ei ole kattava, ja on syntynyt hajautettua monipistemittausta, erityisesti monipisteaktiivista mittausta. Käyttämällä useista havainnointipisteistä saatua dataa se voi syntetisoida laajamittaista verkkodataa ja ristiinreititystä, jota ei voida saada yhdestä pisteestä. Tiedot.
Tyypillinen esimerkki yhden pisteen testauksesta on Bell Labsin Internet Mapping -projekti, joka on ei-yhteistyömittaus. Projekti kuvasi onnistuneesti Jugoslavian ja Kosovon kahden verkon topologisia muutoksia Kosovon sodan aikana. Tämä osoittaa, että IP-verkkomittauksessa yhden pisteen ei-yhteistyömittauksella on melko vahva verkon havaitsemiskyky. Tämä on myös malli verkkomittauksesta armeijan alalla.
Topologian mittauksen kannalta useimmat projektit näyttävät loogisen topologiakaavion. Mittausalueen laajenemisen myötä myös koko kartan mittakaava ja rakenne laajenevat. Tällä hetkellä ihmiset usein toivovat vastaavan todellista maantieteellistä sijaintia, eli topologista karttaa maantieteellisillä tiedoilla. Skitter (CAIDA) on suunnattu Useista lähdepisteistä tuhansiin kohdepisteisiin kerättyä polkutietoa käytetään topologian ja suorituskyvyn attribuuttien visualisoimiseen ja AS:n maantieteellisen tietokartan tutkimusta on tehty.
Suorituskyvyn mittaamisen kannalta monia asiaan liittyviä projekteja on toteutettu. Mittaussisältö sisältää suorituskyvyn, viiveen, pakettihäviönopeuden sekä verkon luotettavuuden, vakauden ja saavutettavuuden analyysin. Tämä näkökohta on ylläpitää ja hallita tiettyä verkkoa palvelun laadun varmistamiseksi, ja toisaalta ennustaa verkon suorituskykyä, kuten NPACI'sNetworkWeatherService[5] tarkkailee ja ennustaa dynaamisesti (eri verkko- ja laskentaresurssit) verkon suorituskykyä tietyillä alueilla. aikavälejä. Kerää tietty hetki Tietoja käytetään TCP/IP:n päästä päähän -läpäisykyvyn ja seuraavan ajanjakson viiveen ennustamiseen numeerisen mallin avulla, jota käytetään pääasiassa suuren mittakaavan laskennan ajoitukseen WAN-verkossa.
Tutkimuksen suunta
( 1) IP-topologian mittaus. Tärkeimmät mittausmenetelmät on jaettu kahteen luokkaan: SNMP-protokollaan ja ICMP-protokollaan perustuviin. Edellinen saa pääasiassa topologiasuhteen käyttämällä MIB-kirjastoa. Valtuutuksen vuoksi se soveltuu toimivaltaiselle verkostolle. Mittaus, joten sovelluksen edistäminen on vaikeaa. Jälkimmäisen toteuttaa Tracert, jota voidaan käyttää laajamittaiseen verkkomittaukseen Internetissä, mutta kun palomuuriohjelmisto on asennettu verkkoon, sitä ei voida mitata.
Prosessi on seuraava: hanki ensin Verkon IP-osoite segmentoidaan, ja sitten reitinseurantatekniikkaa käytetään kaikkien reitittimien IP-osoitteiden saamiseksi, joiden kautta datapaketti on kulkenut lähde-IP-osoitteesta kohde-IP-osoitteeseen. osoite, ja kaikki tietyn verkon IP-osoitteet reititetään, jotta verkko saadaan kaikki Reitittimien IP-osoite ja liitäntäsuhde. Reitinseurantatekniikka toteutetaan seuraavilla periaatteilla: Ensin lähetetään udp-paketti kohteen IP-osoitteen tavoittamattomaan porttiin (yleensä portti yli 10000), jossa TTL=1. Tämä paketti ohitettuaan ensimmäisen reitittimen, reititin hylkää sen. Samaan aikaan reititin lähettää ICMP-paketin lähdeisännälle ilmoittaakseen paketin katoamisesta. Avaamalla ICMP-paketin saat reitittimen IP-osoitteen.
Sitten lähetämme udp-paketin kohde-IP-osoitteeseen, jossa on TTL=2, ja toistamme yllä olevaa toimintoa, kunnes palautetun ICMP-paketin tyyppi on sellainen, että kohdeportti ei ole tavoitettavissa, mikä osoittaa, että kohdeisäntä on saavutettu. jotta pääsemme paikalliselta koneelta määränpäähän. Reitittimen IP-osoite, jonka kautta isäntä kulkee. Kaikki reitittimet tukevat tätä toteutusta. Tiedonkeruumoduulin saaman polun yhteenvetotaulukon mukaan loogista yhteyssuhdetta heijastava reititys-IP-topologiakaavio voidaan luoda suoraan yhdistettynä kunkin IP:n maantieteelliseen sijaintiin. Se voi luoda kaupungin peittotopologiakartan.
(2) AS-topologian mittaus. Yleisesti ottaen menetelmä AS-tason topologiakartan luomiseksi voidaan tiivistää AS-kartaksi, joka perustuu BGP-reititystietoihin, AS-karttaan, joka perustuu Tracerouteen ja Topologiageneraattoreiden syntetisoimia AS-tason topologiakaavioita on kolmenlaisia. tiettyjen ominaisuuksien perusteella. Niistä ensimmäinen menetelmä on yleisempi. Tässä menetelmässä on kaksi mittausmenetelmää, passiivinen mittaus ja aktiivinen mittaus. Ensin mainittua käytetään avainreitityssolmuissa. Hanki BGP-datapaketit ja käytä sitten rajallisen tilan automaattitekniikkaa siepattujen BGPupdate-viestien käsittelemiseen; jälkimmäinen valmistelee itse reitittimen, käyttää BGP-protokollaa ja neuvottelee Internet-palveluntarjoajan kanssa BGP-vertaisyhteyden muodostamiseksi vastaavan reitittimen kanssa. Reitityspäivitysviestien vastaanottaminen ilman käyttäjätietojen edelleenlähetystä, mikä edellyttää vastaavien reitittimien oikeaa konfigurointia molemmilta vertaisilta. Suuren mittaustiedon perusteella muodostetaan AS-topologian kytkentäkaavio. AS-topologian yhteyskaavion avulla voit intuitiivisesti ymmärtää AS-yhteyksien suhteita, analysoida, millä AS:llä on tärkeä rooli, sen lisäksi, että se voi antaa ohjeita uusien AS:ien pääsyyn, ja se voi myös antaa ohjeita tietokonehyökkäystä ja puolustusta varten tuleva informaatiosota.
(3) Verkon suorituskyvyn mittaus ja analyysi TCP/IP-protokollaan. Verkon tutkimiseksi Verkon vakaus, saavutettavuus, luotettavuus ja verkkopalvelun laatu, jaksoittaisesti ja jatkuvasti mitattavat suorituskykyparametrit sisältävät pakettihäviönopeuden, RTT:n, liikenteen, polun keskimääräiset hyppyt jne.; tällä perusteella aikaperusteinen analyysi Eri indikaattoreiden dynaamiset muutokset kullakin polulla käyttämällä tilaa päälinjana koko verkon kokonaistilanteen analysointiin tietyllä hetkellä, kuten solmujen kokonaismäärän jakautumista eritasoiset viiveet jne. analysoida päästä päähän -reititysmuutoksia (tai hyppyjen määrää) Reititysmuutoksia) jne. Muu analyysi sisältää myös tiedon louhinnan (dataming) havaituista tiedoista tai olemassa olevien mallien (Petri) avulla net, itsesamankaltaisuus, jonoteoria) tutkiakseen sen samankaltaisia ominaisuuksia. Verkon suorituskyvyn mittauksesta johtuen Reaaliaikavaatimukset ovat korkeat, joten tunnistustaajuus on usein erittäin suuri, mutta on varmistettava, ettei se aiheuta suurta lisäkuormitusta verkkoon, ja kiinnitettävä huomiota havaitsemisjäljen piilottamiseen.
(4) Kattava analyysi verkon toimintatilanteesta Useista seurantapisteistä ja eri aikajaksoista kerättyjen mittaustietojen perusteella luodaan testatusta verkosta kattava tilanne- ja strateginen kartta, joka todella toteuttaa "strategisen strategian ja päättäväisyyden tuhannen mailin päässä". Reaaliaikaisen toistotoiminnon, jolla on eri attribuuttitasot, lisäksi tämä kartta On myös mahdollista suorittaa liikennepoikkeavuuksia ja vikahälytyksiä värimerkintöjen, äänikehotteiden jne. avulla tarjotakseen varhaisvaroitusmenetelmiä suurten verkkohyökkäysten estämiseksi. , ja samalla verkkohyökkäysten näkökulmasta piilotettujen ja tehokkaiden hajautetun verkon tiedustelumittausmenetelmien tutkimus ja kehittäminen. Lisäksi. , Suorita kattava analyysi, tarjoa käyttäjille QoS-indeksi, patologinen reititysraportti, anna ensikäden perusta patologisen reitityksen korjaamiseen, verkon reititysstrategioiden laatimiseen ja verkkoresurssien itseorganisoimiseen verkkovaurion jälkeen.
(5 ) Mittaus- ja analyysitulosten visualisointi. Verkon mittaus- ja analyysitulosten visualisointi on keskeinen linkki. Tutkimuksen avulla graafisen käyttöliittymän käyttöliittymän käyttö, sähköisten karttojen mielivaltainen zoomaus ja vetäminen, elektronisten karttojen monikerroksinen esitys, histogrammit ja kaksiulotteiset, kolmiulotteiset koordinaattikäyrät, viuhkamaiset kaaviot, taulukot, raportit, kaksi- mittatasografiikka, kolmiulotteinen kolmiulotteinen grafiikka [8] ja muut keinot yhdistettynä GIS-tekniikkaan, hierarkkinen, vedettävä, interaktiivinen hierarkkinen tilannekartan näyttö, intuitiivinen, Näytä mittaus- ja analyysitulokset visuaalisesti. Kompromissi on, että kirjaston tiedot on esitettävä kattavasti ja objektiivisesti, mutta myös hyvä visuaalinen vaikutus.
(6) Verkon käyttäytymisen mallinnus, verkon simulointi, verkon trendin ennustaminen. Verkkotopologian etsinnästä ja mittauksesta on tullut tärkeimmät menetelmät verkon käyttäytymisen tutkimisessa. Verkkokäyttäytymisen mittaaminen on koko verkostokäyttäytymistutkimuksen perusta. Verkon käyttäytymisen mallintamiseen ja analysointiin voidaan käyttää jonoteoriaa, Petri-verkkoja ja Markov-ketjuja. , Poisson-prosessi ja muut teoriat. Internet-ympäristön monimutkaisuuden, vaihtelevuuden ja heterogeenisyyden vuoksi verkon käyttäytymisen mallinnusanalyysi ja simulaatioanalyysi ovat vaikeutuneet.
(7) Verkkomittauksen arkkitehtuuri. Ajan myötä verkkomittaus laajenee ja päivittyy edelleen, joten suunnittelun ja toteutuksen alussa on otettava täysin huomioon mittausjärjestelmän skaalautuvuus, skaalautuvuus, yhteensopivuus ja vikasietoisuus.