网络的端到端路径性能测试探讨[2]

　　网络的端到端路径性能测试探讨[2]  软件测试

　　二、性能指标

　　路径延时稳定性参数

　　设测量的延迟变量为X， 为t时刻测得的网络延时，则 为 间隔内的延时变化。若在 时间段内每次测量的样本值为 ，则这组延迟样本集的样本方差为 ， 其中 = 。假设 为SLA(service level agreement)规定的或是某种应用服务质量要求的网络延时抖动目标临界值。根据在 时间段延时的抖动程度，定义延时抖动有界比例系数为：一般 可取为 。延时抖动有界比例系数反映了相邻两次测量之间延时抖动小于 情况所占的比例，一般设定当 时，认为连接有较好的稳定性， 越大，即 越接近1，连接越稳定。但延时抖动有界比例系数不能反映最大延时抖动，由于排队延时随背景流量而出现较大的波动，定义如下形式的平均抖动/最大抖动系数：设定 时，认为连接有较好的稳定性， 越大，连接越稳定。综合以上两个参数，当路径同时满足 和 时，确定该路径是关于延时稳定的。

　　路径速率参数

　　路径延时稳定性参数反映了链路整体运行的稳定程度，但不能反映不同链路速率的差别。某一条链路可能延迟较大，但延时抖动较小，丢失率很低，这时仅由路径延时稳定性参数难以反映链路的实际传输质量。通过采集SNMP网络设备MIB接口组数据，可以计算接口数据传输速率V：，其中 分别为在 内接口接收与发送的总字节数。通过连续采集路径中多个接口的流量数据，将最小的接口传输速率 作为路径速率参数通知给用户，以反映当前路径的实际传输性能。

　　数据采集

　　我们选择实验室的测量主机到湖南大学DNS服务器作为实验对象，该路径经过两个路由器，分别通过100M Ethernet和1000M Ethernet链路相连。我们使用Ping采集了近两天的每10ms一次测量的延时数据，并通过读取第一个路由器MIB库获得了每5ms的接口速率数据。

　　三、端到端路径性能的测量

　　我们采用以上测量方法基于以下原因。通常，网络性能参数的测量采取主动测量的方法，即在指定的路径上按一定规则发送探测性流量数据来测量网络上某一主机是否可达(reachability)、网络延迟、网络中包丢失情况和网络吞吐量等链路性能参数或测量网络路径的跳数、路由抖动、路由对称性等从源端到目的端的路由信息。主动测量会在网络中引入较多的测量流量，对网络实际性能会造成一定的影响。

　　由于路径带宽的测量需要向网络发送大量的分组数据，耗费大量有效带宽，这使得以主动方式测量带宽对用户应用和网络都极具损害性。而使用SNMP可以定时查询网络设备接口的流量速率数据，结合SNMP与网络往返延迟的测量评价路径性能，可使测量发送的分组数降到最低。

　　延时分布数据分析

　　测量获得的延时数据的分布可以看出延时分布RTT的测量值很不稳定，延时值最高达到了25.198ms，最低为2.091ms，接近于固有延时。但大部分散点集中于10ms的上下5ms范围内，只有极少数点落在大于20ms小于5ms范围，说明路径相对较为稳定。计算延时抖动有界比例系数 ，平均抖动/最大抖动系数 ，与实际网络运行状况基本相符。

　　延时抖动数据分析40小时中每十分钟测量的延时抖动的分布延时的抖动分布来看，在取网络延时抖动目标临界值 为 =4.629ms时，最坏情况下达到抖动的边界16ms，远远超过了期望的 值。这说明该路径对于实时应用是不可能达到很好的性能的。

　　链路接口速率分析

　　同时采集的路由器MIB库接口流量速率数据可以看出该路径的利用率极低，特别是流出速率很小。在实际中可以用加大负载的办法提高网络的利用率，计算链路接口可以达到的最大的数据传输速率。

原文转自：http://www.ltesting.net