网络性能测试与故障诊断

实验报告课程名称 网络工程设计与系统集成 实验项目网络性能测试与故障诊断专业班级指导教师姓 名学 号成 绩日 期一、实验目的“网络系统性能测试与评估”知识的建构，培养学生使用性能测试技术评估网络系统性 能的技能，以及网络故障诊断与排除的技能。二、实验内容1、网络系统性能分析与研讨的现状2、网络性能测试的基本方法2、网络系统性能分析与研究的指标三、实验过程1、网络系统性能分析与研讨的现状随着通讯网络系统的日益复杂，对网络系统的性能分析都趋于利用一定的网络分析技 巧。目前针对网络体系的机能分析评估技术和方式有很多，而且越来越成熟。例如，对网络 系统的测试工具最典范、最主要的一种就是网络协议分析仪。网络协议分析仪一般有专用的 硬件装备和专门的软件。这类协议分析仪典型的功能是数据包的捕捉、协定的解码、统计剖 析和流量的产生，用协议分析仪咱们能够捉拿网上的实际流量、提取流量的特点，在此基础 上对网络系统的流量进行模型化跟特色化。但网络测试是一项技术难度很高的工作，它重要包括有测试方法、测试工具、测试教训 等。目前我国网络测试还处于起步阶段，各个方面与国外的差距都比较大，从网络设备测试 到网络系统测试都相当薄弱。不过，当初从网络产品生产厂家、系统集成商、网络服务供应 商直到终端用户都开始越来越重视网络测试，与此同时，学术界也逐渐重视对网络测试技术 的研究， 中国 计算机学会容错计算专业委员会在1999 年专门成破了通信网络学组代写论 文，中国 迷信 院计算所也在1999 年初建破了网络测尝尝验室，专门从事网络测试 实际 和 关键技术的研究工作,为包括网络规划设计的模拟与仿真、网络系统的测试与评价、网络流 量的模型化和特征化、网络协议的分析和测试、网络产品的测试与评价等多种不同的网络测 试目标供给先进的测试手段、技术支特和测试服务代写硕士论文。科学、系统、严格的分析评价是保障网络设备跟网络系统高性能、高坚固性、高实用性 的基本手段，测试才干代表着技能水准和整体实力。目前在国内非常急需发展一个范围，建 立相应的测试环境，加速培养相关的测试人才，努力缩短与发达国家的差距，以适应国际信 息网络迅速发展的需要。2、网络性能测试的类别网络测试技术的研究涵盖以下几个方面：网络协议测试、网络设备测试、网络系统测 试、网络应用测试、网络安全测试、1、性能测试网络设备是网络的核心，其性能的好坏直接影响网络规模、网络稳定性以及网络的可 扩展性，网络设备性能测试主要关心被测试网络设备的吞吐量、处理能力、缓存能力、过载 恢复能力。这些方面的量化参数就可以总体上标志一个网络设备的性能、2、功能的测试Ip 网络设备功能通常可以划分为如下方面：接口功能、通信协议功能、信息传递功能、 路由信息维护功能、管理控制功能、安全功能、其他功能。Ip网络设备对上述功能并非必 需完全实现，但是通常要求实现设备最小功能集成所规定的功能。因为绝大多数功能测试可 以由接口测试、性能测试、协议一致性测试和网管测试所涵盖，所以ip网络设备功能测试 一般可以只对其他测试无法涵盖的功能做验证性测试、3、一致性测试所谓一致性测试，就是执行一系列操作，驱动被测实现，并观察测试实现对确定行为 的影响，根据某一测试实现与其实现规范的符合程度，得出一致性结论，概括而言，一致性 测试的目标就是要检测实现是否满足一致性声明中心所阐述的静态和动态一致性要求。Ip 网络设备的一致性测试通常采用“黑箱”方法，被测试设备IUT叫做“黑箱”。测试系统通 过控制观察点PCO与被测试设备接口。不同的测试事件是通过不同的PCO来控制和观察的， 按照其应用是否遵守规范，即定时关系和数据匹配限制，测试的结果可分为通过、失败、无 结果三种。Ip网络设备配置列如路由器是一种复杂的网络互联设备，需要在各个通信层次上实现 多种协议，例如相应的接口的物理层和链路层协议、ip、icmp等互联网协议、tcp、udp等 传输层协议、Telnet、SNMP等应用层协议以及RIP、OSPF、BGP等路由协议。协议一致性测试应当包含网络设备所实现的所有协议，由于该测试内容繁多测试复杂 在测试中可以选择重要的协议以及所关心的内容测试，由于骨干网上路由器可能影响全球路 由，所以在路由器测试中应该特别重视路由协议一致性测试例如OSPF和BGP协议。IP电话 设备则应当重视电话网七号信令等协议。由于一致性测试只能选择有限测试例测试，一般无法涵盖协议所有内容，所以即使通 过测试也无法保证设备完全实现协议所以内容。所以最好的办法是在现实环境中试行。4、互操作测试由于通信协议、路由协议非常复杂且拥有众多选项，实现同一协议的网络设备并不能 保证互通互操作。并且因为一致性测试能力有限，即使通过协议一致性测试页未必能保证完 全实现协议。所以有必要对设备进行互操作测试。互操作测试实际上是将一致性测试中所有的仪表替换成需要与之互通操作的设备，选 择一些重要且典型互连方式配置，观察两设备是否能按照预期正常工作。5、稳定性可靠性测试由于大多数ip网络设备需要每天24小时，每周7天连续工作，作为ip网络核心的网 络设备的稳定性和可靠性尤其重要。所以用户需要了解网络设备的稳定性和可靠性。网络设备的稳定性和可靠性很难测试，一般可以同过两种途径得到：一、厂家通过关 键部件的可靠性以及备份程度计算系统可靠性。二、用户或厂家通过大量相同产品使用中的 故障率统计产品可靠性。当然用户也可以通过对一定时间内试行结果的要求来在一定程度上保证网络设备的可 靠性与稳定性。6、网络管理测试 网络管理测试一般测试网络管理软件对网络以及网络上设备管理能力。如果网络设备附带网络管理软件，可以通过使用所附带的网络管理软件来检查网络管理软件所实现的配置 管理、安全管理、性能管理、记账管理、故障管理、拓扑管理和视图管理等功能。如果网络设备部附带网络管理软件则应当测试网络设备对简单管理协议实现的一致性 以及对管理信息库实现的程度。由于网络设备需要实现MIB项非常多，每个MIB项都包含大 量内容。很难对MIB实现完全测试，一般可以通过抽测重要的MIB项来检查网络设备对MIB 的实现。3、网络系统性能分析与研究的指标所谓网络系统的性能分析评估，是对制定的一个网络系统或一类网络系统求出其性 能指标的措施。例如，网络保险设备是网络的一个组成部分，对其性能的分析评价完全可能 参照对网络的性能分析评价方法来进行，所以在进行网络系统性能分析与研究时，要将网络 合可分，分可合。畸形评价一个网络系统性能好坏的技术包含吞吐量、报文均匀延迟时间、 系统的平均响应时间、系统的报文平均队长、最大工作站数、网络吞吐量的最大距离和牢靠 性等。从应用系统的设计和网络系统的维护、管理角度来看，用户关心的技术指标是：网络 吞吐率（S）、介质应用率（U）和延迟时间（D）。1、网络吞吐率（S）（有时也称吞吐量）：是指单位时间内通信信道的信息量，或必定时 间内某台盘算机或设备所能实现的通信总量，亦称通适量。这是一个狭义的阐明，实际上在 不同的应用场合，吞吐量的计算办法和具体含意不尽一致。2、介质应用率（U）：表示信道传递信息的时间与信道总可用时间之比。这里的时光不 包括传输抵牾、调节周期等各种形式的花费。3、延迟时间（D）：是指网络发收的一个完整报文或一段信息的时间，即特指某个报文 的延迟。个别网络的延迟都是指其统计平均值，这个值随网络系统的负载变更而变化，而延 迟对负载率的变革可以说明某个网络延迟性能的好坏。4、系统恢复时间：设备在过载后恢复正常工作的时间，测试方法可以采用向设备端口 发送吞吐量110%和线速间的较小值持续60秒后将速率下降到50%的时刻到最后一个丢包的时 间间隔。5、系统复位：测试设备从软件复位或关电重启到正常工作的时间间隔，正常工作指能 以吞吐量转发数据。4、网络设备性能测试的方法1、测试结构：端点测试结构、互连设备测试结构2、被测试设备（DUT）的配置5、网络故障诊断和排除1、按照网络故障不同对象可以分为：线路故障、路由故障和主机故障线路故障：线路故障最常见的情况就是线路不通，诊断这种情况首先检查该线路上流量 是否存在，然后用PING检查线路的路由器端口能否响应，用traceroute检查路由器配置 是否正确，找出问题逐个解决路由故障：检查这种故障需要利用MIB变量浏览器，用它收集路由器的路由表、端口流 量数据、计费数据、路由器CPU的温度、负载以及路由器的内存余量等数据，通常下网络管 理系统有专门的管理进程不断地检测路由器的关键数据，并及时给出报警。而路由器CPU 利用率过高和路由器内存余量大小都将直接影响到网络服务的质量。解决这种故障，只有对 路由器进行升级、扩大内存等，或者重新规划网络拓扑结构。主机故障：主机故障常见的就是主机的配置不当，像主机配置的IP地址与其它主机冲 突，或IP地址根本就不存在子网范围内，由此导致主机无法连通。主机的另一故障就是安 全故障，比如主机没有控制其上的finger、rpc、rlogin、等多余服务。而攻击者可以通过 这些多余进程的正常服务或bug攻击主机，甚至得到Administrator的权限等。网络故障诊断的常用命令：1、利用Arp工具检验MAC地址解析2、利用Hostname工具查看主机名3、利用Ipconfig工具检测网络配置4、利用Nbtstat工具查看NetBIOS使用情况5、利用Netstat工具查看协议统计信息6、利用Ping工具检测网络连通性7、利用Telnet工具进行远程管理8、利用Tracert进行路由检测四、实验心得通过本次实验，我对网络系统性能分析与研讨的现状有了一定的了解，知道了网络 性能测试的基本方法，明白了网络系统性能分析与研究的指标，此次实验给了我很大的进步。