弹性网络流量感知与性能感知系统的设计与实现

作     者：赵建 

作者单位：北京交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：苏伟

授予年度：2018年

学科分类：08[工学] 081201[工学-计算机系统结构] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

主      题：弹性网络 流量感知 性能感知 

摘      要：针对静态、僵化的网络现状,国内外多家研究组织均提出了“网络弹性的概念,期望在网络环境和用户环境感知的基础上以一定策略准则对网络资源及服务配置做出决策,并借助网络重构等手段实现网络功能的动态重组、网络服务的按需分配以及网络配置的动态调整。弹性网络节点作为弹性网络构成的基石,除具备可重构能力之外,对网络环境与用户环境等多维度信息的高精度的感知能力也是至关重要的。本文着眼于网络流量与网络性能两个方面,首先对比分析了现有网络流量与网络性能感知技术及应用,在此基础上设计并实现适于在弹性网络中广泛部署的网络流量与性能感知系统。该系统的功能实体可分为两部分:管理服务器与网络节点探针。弹性网络节点上安装的轻量级软件探针主要用于实时采集网络流量与网络性能数据;弹性网络管理服务器配置交互良好的Web服务器以提供感知数据显示功能和管理员配置感知任务的接口,并配置大容量数据库服务器用于数据存储。对于弹性网络的流量感知系统的设计,本文充分利用Libpcap函数库高效的捕包机制和强大的过滤能力,个性化地定制了流量统计功能,为弹性网络的自主决策与功能重构提供全面细粒度的流量感知数据,同时为管理员提供设置捕包过滤条件的接口,支持有针对性地捕获并统计网络流量。对于弹性网络的性能感知系统的设计,本文借鉴Netperf、Iperf等软件对网络性能指标(主要是带宽、时延、抖动与丢包率)监测的成熟技术进行网络性能数据的实时采集,设计并实现了管理员配置性能监测任务的接口以及实时传送性能监测任务到指定网络节点探针的机制,并以图表形式展现弹性网络的性能感知数据。论文在网络流量感知与性能感知方案设计的基础上完成了对弹性网络流量感知与性能感知系统的代码实现,并通过测试用例验证该系统的有效性,最后对弹性网络多维信息感知的后续研究做出了展望。