随着网络规模不断扩大与业务不断增多,对网络性能管理和监控变得越来越重要。而传统的网管软件往往以网络设备为主要管理对象,无法监测和管理用户业务。终端用户所关心的不是网络服务实现的细节,而是业务应用层的端到端性能。新一代的网络管理系统正在继承传统网管的基础上,逐步迁移到面向应用层业务性能、面向网络服务质量为中心的网络管理。开展应用层端到端性能测量,能对用户业务所经过的网络环境进行评估,从而一方面引导客户选择最佳的时机使用最佳的网络资源,另一方面为网络运营商对网络的科学管理、有效控制和科学规划提供依据。 本论文对应用层端到端性能测量的关键技术进行了深入研究,主要工作如下: 把主动测量和基于业务的测量方式相结合,解决了被动测量和基于设备管理的诸多弊端;制定了一个协议相关的性能评价指标定义框架,它能解决业务多样性带来的性能指标稳定性难题;另外,本文提出了一种应用层端到端性能测量的系统结构,该结构具有良好的普遍性、广泛性和可扩展性。 在此基础上,论文实现了分布式性能监测与分析系统NetTurbo的应用层端到端性能测量模块。该模块主要用于在线监测网络基本性能和业务运行状况,实时监测采集网络基本性能和业务性能数据并进行异常告警,对网络业务和资源情况进行统计分析及整体效能评估,确定网络性能瓶颈所在位置,为宽带网执勤管理和规划、优化提供准确依据。 流媒体业务是一种宽带业务,对于网络带宽、抖动、延迟和丢包率都有较高的要求。本文通过在中国教育与科学网上部署的NetTurbo系统,针对流媒体业务开展了一系列的测量实验,并对数据进行了初步分析,探讨了带宽、抖动等网络参数对流媒体业务性能的影响情况。 包乱序是网络中一种很常见的现象,是影响流媒体业务性能的重要因素。本文在总结已有对包乱序行为研究的基础上,分析了它们的不足,并针对包乱序行为,提出了一种基于概率密度函数的评价指标:包乱序密度函数。该指标能精确、直观地量化包乱序的程度。并且利用仿真实验对指标的有效性进行了验证。最后,本文通过在中国教育和科研网选取的链路进行实际测量分析,使用该指标对所测链路的包乱序行为进行了评价,并初步总结了包乱序的行为特征。