網絡性能測試仿真方法研究

周　君　王傳喜

摘要：網絡測試有利于提高網絡的運行效率和安全性，要對網絡性能進行定量的研究，必須指定適當的性能標準。信息流平臺要描述這樣的應用系統，就必須能夠確切、完整地描述它的網絡環境和網絡信息流，信息流生成工具能夠自動生成應用系統的網絡信息流，并使信息流在網絡上流動起來。

關鍵詞：網絡測試；信息流；仿真軟件平臺

1引言

網絡測試是進行網絡管理的有效輔助手段，有利于提高網絡的運行效率和安全性。網絡測試與網絡協議的分層有關，網絡協議的分層監護了網絡協議內部與外部的關系，也為網絡測試提供了方便。

TCP/IP模型不包括其基礎的硬件，分為4層：鏈路接口層、網絡層、傳輸層和應用層，而應用層傳遞的數據依賴于應用層對網絡的使用方式。應用層測試分為功能測試和性能測試，本文重點就是應用層的性能測試方法研究。

2通信網絡性能分析

要對網絡性能進行定量的研究，必須指定適當的性能標準。對于管理者和用戶來說，評價信息網絡性能好壞的技術指標包括網絡吞吐量、信道容量、鏈路利用率、節點利用率、系統的平均響應時間、包延遲時間、丟包率和可靠性等。對于特定的網絡來說，各項性能指標都折衷的方案并不一定能為用戶提供最好的服務。因此在網絡性能研究中，是否選取了合理的性能指標參數，是評價與實際相符的一個關鍵因素。本文模擬的網絡信息流是基于系統的應用層。

3設計概述

3．1設計理論

網絡系統的計算機仿真是利用計算機對所研究的系統結構、系統功能和系統行為進行動態模仿，即通過計算機程序的運行來模擬網絡的動態工作過程。在與真實系統相同或相似的物理設備上，模擬與真實系統相同的網絡信息流，并使信息流在網絡上流動，再配合專用的設備，監控和測試網絡的性能以達到評估網絡設計的目的。這樣簡化的應用系統完全可以體現真實應用系統的網絡特性，它是由一個與真實系統相同的網絡結構和簡化了的信息流組成的應用系統。信息流平臺要描述這樣的應用系統，就必須能夠確切、完整地描述它的網絡環境和網絡信息流，做到這一點的前提是：找出網絡構成和網絡信息流的特征要素，把他們抽象化、規范化，最終設計相應的數據結構保存。仿真運行時，讀取這些數據，做運行參數的設置，即可以使信息流在網絡上流動起來。這就是信息流模型的概念。使用“通用軟件生成法”進行信息流仿真，就必須具有一個科學的信息流模型。

3．2網絡信息流仿真軟件生成工具

信息流生成工具是一個基于以太網的專門用于應用系統網絡級信息流的仿真軟件平臺，配合半物理環境使用的工具。能夠自動生成應用系統的網絡信息流，并使信息流在網絡上流動起來，具有專用的測試接口和強大的數據分析系統，能夠監視網絡傳輸技術，并能進行各種有效的分析，給出量化的結果，如圖1所示。無論應用系統有幾個節點都運行本程序，由本程序讀取數據庫中用戶設計的參數，生成本節點特有的信息流，完成仿真目的。

數據存儲服務器：保存模型數據和仿真結果數據；設計模擬數據，將其存放入數據存儲服務器中。

Linux用戶仿真終端：模擬Linux類型操作系統的用戶節點的網絡信息流；與數據服務器建立接口，在用戶終端有效讀取數據庫內容，從數據庫中讀入所有與本節點有關的報文，加以分析，做相應的初始化設定，完成本節點信息流的網上流動。

監測系統：監測網絡信息流，形成統計數據。

3．3測試系統實現技術

測試系統采用Client/Server結構。網絡通訊的發起方為Client，接受方為Server。接受方在測試系統啟動后常駐內存，監視網上變化，一旦發現有報文到達，即進行處理，需要時返回結果。發起方在需要通信時向網絡中的指定端口發送報文并接收處理結果。

該工具對系統中各方位的軟件運行情況及網絡狀態、網絡流量、網絡延遲情況進行測試，并完成局域網報文的發送與接收的監測和模擬。其具體功能有：

報文監測：監測網絡中傳遞的應用層報文，顯示檢測結果。

統計：統計計算在指定時間內的網絡流量、網絡吞吐量和網絡利用率。

報文接收：接收網絡上發送的報文，進行一定的數據分析，存盤處理。

網絡延遲測試：向指定地址發送測試報文，并接收應答，計算其時間并顯示。

4結束語

信息流生成工具完成后，將形成一個獨立平臺，能夠支持具有各種真實應用背景的網絡系統、綜合電子信息系統和其他使用網絡的應用系統進行網絡仿真，并在該平臺上測試得出網絡傳輸的定量數據。

在設計網絡系統時，應該擁有在網絡系統設計各階段中行之有效的工具，以分析網絡系統的性能參數。仿真測試在網絡系統的研制、改造和仿真試驗中能夠為各個部分提供一些具有實用價值的幫助。