性能測量是網路管理系統中的一個重要組成部分，它主要是通過測量網路中硬體、軟體和傳輸媒質的性能，為網路管理提供決策信息，以保證網路運行效率和服務質量。在實際中，網路運行效率和服務質量有著相互制約的關係。網路運行效率的提高有可能導致服務質量的下降，而為特定用戶保障較高的服務質量將導致網路運行效率的下降。因此，性能測量的主要目的就是獲取這兩方面的性能數據，從而在提高網路運行效率和保障服務質量之間找到一個最佳的平衡點。
基本介紹
- 中文名：性能測量
- 外文名：measurement of performance
- 學科：計算機科學
- 目的：改善性能和服務質量
- 方法：被動測量和主動測量
- 領域：網路管理系統
簡介,性能測量的套用模型,方法,
簡介
隨著網際網路的不斷擴大和IP套用的迅速發展，網管、計費、業務分析、QoS監控等多個領域都對網路性能測量提出了要求。無論是網路服務提供商還是最終用戶對網路性能狀況的關心程度也都在逐步提高。對於最終用戶來說，其關注的性能問題主要是網路所提供的端到端的服務質量；而網路服務提供商對網路性能的關注則集中在如何分析、定位網路的性能瓶頸，如何發現隱患並在故障發生前及時解決問題以及如何有效地實施網管並進行合理計費。網路性能測量平台是完成網路性能測量的基礎設施，在它所提供的框架中用戶可以方便地部署各類網路性能測量工具，完成網路性能的測量和評估。性能測量的目標是幫助網路管理員獲得以下信息：
- 網路中存在數據流的分布情況
- 網路的利用率
- 網路設備的運行性能
- 網路拓撲能否滿足數據傳輸的需要
- 網路中有哪些消耗資源較大的用戶和套用類型
- 是否有用戶需要更多的頻寬以保障服務質量
性能測量包括以下三個部分：數據採集、性能分析和性能報告。
性能測量的套用模型
性能分析的基礎是採集性能數據，為了獲得性能數據，需要採用合適的性能測量模型，套用比較多的主要有以下三種模型：集中模型、分層模型和分散式模型。集中模型是傳統網路管理技術的自然產物，套用比較廣泛，是占主導地位的套用模型；分層模型是為了適應網路規模不斷擴大的狀況，在集中模型的基礎上改進的一種套用模型；分散式模型是隨著網路設備功能的不斷增強、網管技術不斷發展而出現的新型模型。網路設備大多數可以通過SNMP和CMIP協定管理，這兩種協定均採用客戶 -伺服器結構。因此，多數網路管理系統的性能測量模組均採用集中模型。在集中模型中，運行於網路管理工作站的一個性能測量套用作為客戶端連線到所有內駐於被管設備中的協定代理，讀取所需的性能數據。這種模型簡單實用，可以適用於早期大多數網路中。但是，集中模型的處理工作大量集中在處於中心位置的網管工作站上，並且在被管設備和管理者之間存在著大量的數據交換，因此具有效率低下、增加網路負載的缺陷。隨著網路速率的增長和規模的擴大，集中模型的固有缺陷問題越來越突出。在這樣的背景下，研究者提出了在集中模型上改進的分層模型。在分層模型中，網路被分為若干管理域，其性能參數分別由各自對應的域管理者獲取。這些性能參數在域管理者處進行匯總處理後，由域管理者負責向中央管理者匯報。這種模型具有以下優點：將中央管理者的工作分配一部分到域管理者中，避免了瓶頸的出現；可以對不同的管理域進行並行操作，同時獲取多個性能參數；可以通過增加不同級別的域管理者，適應不同規模的網路，很方便地進行擴展升級。雖然分層集中模型在集中模型的基礎上性能有所提高，但本質上仍然時集中模型，採用集中模型的性能測量很大程度上要依賴中央管理者的能力。隨著網路規模的不斷擴大和設備能力的不斷提高，集中模型已越來越不能適應。一方面，中央管理者很難適應迅速變化的網路狀況，獲取性能數據；另一方面，網路設備自身的管理能力和資源得不到利用，造成浪費。因此，分散式模型受到越來越多的關注。授權管理模型就是一種簡單的分散式模型。隨著程式語言的功能增強和廣泛套用，在簡單分散式模型的基礎上，進一步提出了完全分散式模型。在簡單分散式模型中，管理者可以將完成性能測量功能的代碼以一定的機制動態分發到被管設備中執行。被管設備可以靈活地執行這些代碼，並在性能測量功能執行完畢後刪除代碼。代碼分發機制有兩種方式：代碼下載和任務分發。在代碼下載方式下，管理者將性能測量代碼直接下載到被管設備中執行。在任務分發方式下，管理者將性能測量任務分發給被管設備，被管設備根據任務內容在相應的代碼伺服器下載執行代碼。在完全分散式模型中，運行與被管設備中的授權代碼可以停止自身的運行，並將代碼、運行狀態和執行數據轉移到其他被管設備中繼續執行。這種代碼被叫做移動代理。這是一種非常靈活的方式，對於在一個不定的網路範圍內查找特定的性能參數是非常有用的。與集中式模型相比，採用分散式模型的性能測量具有以下優點：
- 減少網路管理者處理工作，避免管理瓶頸；
- 減少管理者和被管設備間的數據流量，降低網路負載；
- 可以適應大規模網路；
- 可以直接在被管設備上查找特定的性能數據，提高速度和效率；
- 可靠性更高。但是，獲得好處的同時是增加了處理的複雜性，因此，必須在這兩者之間進行權衡。
方法
主動測量與被動測量
主動測量就是通過向網路、伺服器或套用傳送測試流量，以獲取與這些對象相關的性能指標。其主要優點是不依賴於被測對象的測量能力，且對硬體要求不高;但另一方面，這種測量方式會給網路增加額外的通信流量，在一定程度上也可能影響測量的結果。
被動測量是通過監測網路通信狀況(例如伺服器的性能、資源使用，用戶端的業務性能，以及網路傳輸狀態等)進行的，不會影響網路的正常運行，但它必須依賴測量鏈路上的通信流量或被測節點的負載情況，且對硬體性能的要求高。因此，在很多情況下，網路性能測量是採用主、被動混合的測量方式，即主動測量和被動測量都是結合著進行的。
單點測量與多點測量
從測量點的數量來分，網路性能測量可分為單點測量和多點測量。單點非合作測量具有相當強的網路探測能力，在研究初期，許多工作都採用單點測量。但由於單點測量能力有限，蒐集的信息不全面，分散式多點測量應運而生，尤其是多點主動測量，利用多個探測點得到的數據，能夠綜合出大規模的網路數據和單點所得不到的交叉路由信息。
網路層測量與套用層測量
套用層測量可以使我們對整個套用的性能有一個清楚的認識，也能提供客戶機和伺服器之間、網路鏈路之間的性能參數，但它很難從低層測量數據中綜合分析得到測量結果。
套用層測量常用於對不同提供商提供的業務進行性能比較，對於基於網路平台的各種業務，其套用層性能的測量正變得越來越重要。隨著通信過濾技術的使用日益廣泛，對Internet服務提供者(ISP)提供的骨幹網一般採用網路層測量，以評估其提供的網路鏈路或路由器、伺服器等網路節點的性能。
