校园网网络性能分析与优化-大学本科毕业论文毕业设计学位论文范文模板参考资料

1、校园网网络性能分析与优化校园网网络性能分析与优化 The Network Performance Analysis and Optimization in Campus Network 摘 要研究计算机网络的性能对于提高网络的速度、克服网络的瓶颈具有十分重要的意义。对网络的性能进行分析和评价，也是进行网络规划和优化的基础，因为一个真正满足用户需求的网络必须是一个高性能的网络。网络性能的研究，对于网络协议的评价、改善和开发也具有重要的参考价值。 本文首先研究并总结了网络性能的定量描述指标，找出了影响网络性能的主要因素，求出反映定量指标关系的数学表达式是研究网络性能的目标之一，而概率论、随机过程和

2、排队论是进行网络性能分析的重要数学工具。 本文重点对CSMA/CD总线网的性能进行了详细的分析和评价。数学分析法、计算机模拟法和实际测量法是三种基本的分析、评价方法。然后对校园网络管理做了进一步的概述。最后，本文根据CSMA/CD总线网性能分析提出了校园网性能优化的几种建议。对校园网的合理规划和建设具有理论意义和实践意义。关键词校园网;性能评价;网络性能；性能分析 The Network Performance Analysis and Optimization in Campus Network Abstract:It is of great significance to study th

3、e performance of computer networks in order to raise the network speed and overcome the network bottleneck. The networkperformance analysis and evaluation is also the basis of network plan and optimization,for a network that fully fills the requirement of its user should be a high performance one. M

4、eanwhile, the research of network performance has important reference value for evaluating, improving and developing network protocols.In this thesis, the performance measures and key factors, which have influence on performance, are studied and summarized. One target to study the network performanc

5、e is to find out the mathematical expressions between each measure. Probability, Random Process and Queuing Theory are important and useful mathematical tools for network analysis. This thesis mainly analyzes and evaluates the performance of CSMA/CD campus networks.Mathematical analysis, computer si

6、mulation and spot testing are three basic methods for performance analysis and evaluation. Then I give a further outline of the management of campus network.Finally, this text according to the performance analysis of CSMA/CD to propose the campus network performance optimized several kinds of sugges

7、tions. It also has theoretical significance and realistic significance for the rational program and construction of campus network.Key words:campus netwok；performance evaluation；network performance;performance analysis 目 录中文摘要i英文摘要ii第1章 绪论11.1论文的选题背景及意义41.2课题的研究现状及发展趋势51.3本文研究范围及内容组织第2章 网络性能分析的基本方法1

8、 2.1网络优化与网络性能1 2.2网络性能分析、评价的一般方法2 2.2.1测量法2 2.2.2数学分析法3 2.2.3计算机模拟法3 2.2.4综合评价法第3章 网络性能的量度及定量研究工 3.1网络性能的量度6 3.2性能的影响因素8 3.2.1网络拓扑结构的影响8 3.2.2网络协议的影响9 3.2.3其它因素的影响.9 3.3常用的定量研究工具.9 3.3.1概率论与随机过程.10 3.3.2排队论.10 3.3.3 Little定律.14第4章局域网性能的分析与评价.17 4.1建立性能模型应考虑的几个问题.174.2进行性能分析、评价的主要步骤.18 4.2.1 建立数学模型 4

9、.2.2模型的分析 4.2.3 模型的分析 4.2.4 结果的统计、分析及实际系统的比较 4.3总线网(CSMA/CD)性能分析评价.39 4.3.1系统概况.39 4.3.2功能说明.41第5章 校园网络性能管理概括 5.1校园网简介 5.2 校园网管理6 5.2.1 校园网管理的内容 5.2.2 校园网管理的目标及重要性 5.2.3 校园网管理的发展方向 5.2.4 校园网络的性能管理 5.2.5 性能管理的实现方法 5.2.6 性能管理的目的和功能 5.2.7 反映校园网性能的参数 第6章 校园网性能优化方法. 6.1 概述. 6.2 几种网络性能优化技术. 6.2.1 QoS .46

10、6.2.2 组播.47 6.2.3 虚拟局域网.47 6.2.4 Web Cache Server.48 6.3 校园网性能的优化. 6.3.1 QoS在校园网流量中的应用.48 6.3.2 组播在应用系统中的实现.49 6.3.3 VLAN的应用.50 6.3.4 Web Cache Serve:技术的应用.51第7章 结束语.53 7.1 本文的主要工作.53 7.2 进一步的工作.53参考文献.53 1 绪论1.1论文的选题背景及意义 网络性能检测这一学科领域从20世纪80年代起逐渐受到重视，国际上有许多针对网络性能监控问题的研究项目和研究成果，有些得到了广泛的应用。目前主要包括第二代工

11、Internet划中的Surveyor工程、NSF资助的AMP工程和NIMI工程、Windmill工程等。这些研究项目都着眼于Internet应用的未来发展，即对高速率和高服务质量的强调。研究主要集中于两个方面:主动式网络性能监控和被动式网络性能监控。主动式网络性能监控研究端到端的性能测量和分析优化，主要成果有Surveyor软件系统，可以监测端到端的单程延迟。被动式网络性能监控即流量分析，主要成果有Coral/OCXmon监测平台。随着网络规模不断的扩大，网络用户不断的增加要求网络安全、可靠。近一段时间由于计算机病毒爆发网络安全危机等因素，网络设备超负荷运转，从而导致网络性能不断下降。这就需

12、要对网络设备的性能进行检测和分析，及时改善和提高网络性能。当前，Internet性能监控的研究正面临诸多挑战。国际上有许多针对网络性能监控问题的前沿研究项目正在展开。 随着我校网络扩建工程这一项目的建成，快速、先进的校园网成为学校吸引生源、提高竞争力的必不可少的公共服务体系。远程教学、网上录取和办公自动化应用己经改变了学校的运行方式。新一代的网络技术(如千兆以太网、光纤网络、IP QoS和基于策略的网络等)层出不穷，多媒体应用正改变着学校的教学模式、推动教学方式的改革，这一切应用都要求网络安全、可靠。因此，设计开发智能化的校园网并能扩展到城域网的网络性能分析系统势在必行。1.2课题的研究现状及

13、发展趋势 在网管协议和技术的开发中，90年代工Internet的成长起到了关键作用。起初IAB(Internet Architecture Board)试图采纳OSI的管理方案，但当时Internet的规模增长使得对管理的需求非常紧迫，而OSI管理组正忙于讨论OSI管理框架。由于不可能在短期内实现OSI管理，IAB要求IETF制定一个暂时的标准。IETF在一年以后完成了SNMP(Simple Network Management Protocols)。之后各厂商开始开发兼容SNMP的产品。虽然SNMP在许多方面表现出低效，它己成为网络管理信息交换事实上的工业标准。IETF没有提供完整的网络管理

14、体系结构的标准，工ETF主要致力于网管协议和MIB的开发。 当前主要的网管标准和协议都源于ISO (The InternationalOrganization for Standardization)的思想和定义。ISO主要开发概念性的标准，由于ISO/ OSI网络体系结构标准没有相应的物理实现，基于OSI的网络管理体系结构只能作为开发实用体系结构的参考。ITU(International Telecommunication Union)主要针对电信网络开发标准，对于计算机网络的管理，ITU标准中有许多思想可资借鉴，但却无法作为完整的体系结构解决方案。工ETF是SNMP的缔造者，SNMP规定了

15、管理信息交换的体系结构和标准，但是相对于整个网络性能监控体系结构而言，SNMP仅仅定义了底层标准，因而也是不完整的。除此之外，其它一些标准规范也都各自针对一些局部问题。缺乏透视全局的指导标准，是当前网络性能管理研究偏向于一隅的主要原因。1.3本文研究范围及内容组织 本文的研究范围为校园网，重点分析各种因素，尤其是网络流量，访问协议对网络性能的影响，某些方法和结论也同样适用于城域网。 本文首先研究并总结了几个对网络性能最有影响的参数，找出了影响性能的主要因素并概述了这些性能指标间的关系。然后重点对常用的局域网拓扑一总线网的性能进行了系统的分析与评价。 为了验证模型的正确性和分析结果的准确性与可靠

16、性，本文最后给出了系统的软件实现。因为数学分析的结果一般是在做了一些假定的情况下推倒出来的，与实际情况是否相符必须进行验证。计算机模拟提供了一种很好的评价方法，尤其适用于模型太复杂、数学分析难以得出结果的情况，把数学分析结果与计算机模拟结果进行对比，可以确定模型的正确性。 最后，根据以上的分析提出了校园网网络性能优化的一些建议。2 网络性能分析的基本方法2.1网络优化与网络性能 网络规划设计的关键之一是建立网络的优化模型。对网络进行优化需要对网络的性能进行分析，目的是在网络的建设开始之前，就可以有效地设计，模拟网络的运行环境，在网络实施之前就能获得网络的性能指标，以便优化网络结构，提高网络性能

17、，节省用户投资。 网络性能分析就是分析协议网络性能的影响，分析在执行某一确定的协议时，网络所表现出来的性能情况。性能分析意味着建立和研究数学模型，以便尽可能精确地预测网络的性能。进行性能分析和讨论应当以事实为基础，即以己知LAN的设计方案为对象。性能分析与设计过程有关，通常将几种不同的设计方案及性能同时加以研究和比较。特定的媒介访问技术往往有几种不同的实现方案，由此产生不同的性能模型。网络性能评价指在网络分析的基础上，对比不同协议所提供的网络性能，为规划与设计局部网络提供基础。网络性能分析研究的目的，还在于找出协议中影响网络性能的因素，进一步改进协议及提高性能的方法。如何根据用户要求来选择和设

18、计相应的LAN，性能分析的结论是选择和设计网络的指导。 认识影响LAN/WAN或工Intranet性能因素及相互关系，探讨其性能分析、评价方法，建立评价模型，目的是优化网络配置以提高网络的性能。开发新的网络协议，也要充分考虑软件协议对性能的影响。未来的计算机网络应满足用户的各种需求，尤其是多媒体方面的需求。目前的大多数协议都难以很好地支持音频、视频的快速传播，研究怎样提高网络的性能，对开发新一代高性能的网络协议很有帮助。 规划、设计网络和总体结构，建立本单位的内部网络，然后接入Internet，一方面可以方便、快捷地访问所需的信息资源，另一方面可以把自己的信息快速发布到网上，和全世界建立密切联

19、系。高等院校乃至中、小学的校园网、企业内部网以及城域网的建设方兴未艾，研究网络的性能评价、测试方法，对于确定网络的结构，优化资源的配置，加快上网速度，以及节省投资，提高效率等都具有重大的现实意义。 不管是扩充一个现有网络的功能还是规划一个待建的网络，都要在满足用户使用需求的基础上使网络的配置尽可能最优，即应该在最优可能导致网络出现瓶颈的地方加大投资，即使设备昂贵也要购买较好的。规划一个网络应使资源的配置尽可能合理，这是网络优化要做的工作。 网络的性能分析与评价是网络优化的前提，也是进行网络规划不可缺少的一个步骤。首先，对网络的性能进行分析、评价，获得网络性能的总体情况，可以评估、鉴定和验收一个

20、现有网络的性能。根据用户的业务特点，选择何种网络拓扑，工作站的个数最多可有多少，以及网络应受哪些限制，扩充的余地还有多大等等，这些都要事先进行一定的理论分析，单凭经验往往很被动。2.2网络性能分析、评价的一般方法 对网络性能进行分析、评价的方法很多。简单的分为定性分析、评价的定量分析、评价两种。所谓定性分析，指的是技术人员根据自己的经验对一个已有或待建的网络进行大致的性能估计，判断网络配置能否满足用户的需要。用这种方法显然是不准确的，常常要在安装或使用过程中动态的作出一些调整，以满足用户的需求。 定量分析就是运用数学工具或测量方法找出反映网络性能的定量指标间的数值关系以及某个或某些变化时对网络

21、性能的影响。相比定性分析，定量分析更精确的反映了网络性能的实际情况，为技术人员设计和规划网络提供了更准确、详细的依据，使决策更科学。常用的定量分析方法有数学分析法、计算机模拟法和实际测量法及综合评价法四种。2.2.1测量法 测量法指对已建立网络进行硬件或软件直接、实际的动态数据测试，获得各种统计数据对网络性能进行分析和评价。【2】 使用软件或专业硬件设备，对己经建立并正常运营的网络进行动态数据的收集和统计分析。目前流行的大多数网络测试软件及设备均属于这种情况。一般使用一台笔记本电脑作为网络分析机。 网络测试是保证网络高性能、高可靠性和高可用性的基本手段，最典型、最重要的是网络协议分析仪，其典型

22、功能是数据包的捕捉、协议的解码、统计分析和数据流的产生。用它可以捕捉网上的世界流量、提取流量的特征，据此对网络系统的流量进行模型化和特征化。此外，还可以主动地产生大量的数据包施加到网络上，分析网络的响应或对网络系统进行加重测试。像HP的Internet Advisor,WG的Domino等都属于网络协议分析仪。2.2.2数学分析法 分析法指用数学表达式去描述在确定的拓扑结构及通信协议下，网络所表现出来的性能参数的表达式，并用分析方法去确定网络中各项参数对性能参数的影响。【7】 数学分析法主要运用数学公式反映网络性能指标间的关系。只要得到了每一个性能的量度与其它量度及影响因素之间的数学表达式，那

23、么整个网络的性能就可以准确把握了。这对于网络设计、优化具有重要的意义。 采用数学分析法，需要为网络建立适当的数学模型，把一个实际的网络抽象成一个理论上的相对简单但又能反映真实网络情况的模型。建立模型的过程中必须做一些合理的假定，否则是很困难的，而且即便建立了模型，其求解也是非常复杂的，甚至得不到明确的解析解。 数学分析法主要运用概率论、随机过程论和排队论等数学工具，尤其是排队论，是进行网络性能分析的有力武器。因为一个系统往往可以等价于一个排队系统。2.2.3计算机模拟法 模拟法又称蒙待卡洛(Monte Carlo)方法，即人为地构造一个模型，使其特性参数恰为所考虑的物理模型的参数，然后根据模型

24、借助计算机进行随机模拟，在很短的时间内就可以模拟出实际系统需长时间运行而显现出的系统性能。【19】 对模拟法而言，就是利用计算机在实际系统所得的模型上进行模拟试验，系统模型和复杂性的限制比较小。模拟法比较适合大型系统的性能预测。利用模拟法可以较快的达到对系统进行预测的目的，而且花费的代价较小，仅为人工编程模拟程序和上机运行并对结果进行统计分析的时间。2.2.4综合评价法三种方法的比较分析法 这种方法对系统规模一般有限制。对于分析模型来说，需要花费很大的力气去解决复杂的数学问题，而有些问题本身是不能求出解析解的。分析方法的困难在于难以求出解析解，但一旦求出了理论解的话，则所要求的参数和变量之间的

25、关系就一目了然了。但当所作的假设太多、太牵强时，往往又使模型失去了实际意义。【19】模拟法 模拟结果和理论值之间，一般是存在误差的。采用模拟方法不是为了获取一个绝对数值解，而是为了获得一个相对的数值解。模拟法具有其他方法无法比拟的优点，能迅速对几种方案进行评判，从中选择最佳方案，而不必去构造系统，省时省力，节省费用，而且灵活性大。【l9】测量法 这种方法的优点是准确性较高，因为网络系统的实际情况比如响应时间、吞吐量等都能从使用现场实测得到。测量法对于评价和鉴定一个己经存在并正常使用的网络是非常合适的。但这种方法局限性很明显，不能在网络建立之前预测网络的性能。测量法易于实现，但必须进行大量的数据

26、采集，才能对所研究的网络得出比较准确的性能评价。 另外，对系统性能的评价还取决于测试设备与手段，比如说数据采集。 根据用户的需要综合考虑网络的各项性能指标，给出其综合性能指标。这是一种从用户角度考虑的方法，主要用于网络选型等适用于网络规划与优化决策支持系统中。 3网络性能的量度及定量研究工具3. 1网络性能的量度1.容量C容量常常被不规范地称作速率或速度，它表示单位时间内信道上最多可以传输的比特数，用位/秒(bps)或分组/秒(packets / s)来衡量。对于硬件而言容量就是带宽。容量决定了网络的吞吐量上限。2.吞吐量 目标站点成功接收的信息量。最大吞吐量也就是系统的容量。理想化的吞吐量等

27、于系统提供的负载。任何情况下吞吐量只能介于提供的负载和系统的容量之间。3.利用率U 系统处于忙状态的时间百分比。4.延迟D 延迟指的是在计算机之间传输一位数据需要花费多少时间。精确起见，通常需指明最大延迟和平均延迟。延迟可细分为四种:传播延迟、交换延迟、使用延迟和队列延迟。 传播延迟与信号的传播距离成正比，因信号通过有线或无线信道进行，传播需要时间。交换延迟是由于网络中的电子设备如集线器、交换机等在传输包之前要等待包的所有数据都到达，而且发送前选择下一站也需要时间。使用延迟是由于竞争共享介质造成的，因为只有当介质空闲时才能进行通信，像CSMA / CD中的冲突检测、令牌环网络中的令牌传递均需要

28、花费一些时间。所谓队列延迟，指的是在包交换中存储转发过程要花一定的时间。5.队列长度缓冲区中排队队列的长度，一般正比于延迟时间。6.帧的长度L 帧长对局域网性能也有一定影响。若帧太长，一是对短信息容易造成浪费，二是容易导致交互性能下降。但帧又不能太短，否则可能检测不出冲突。为灵活起见，常采用可变长度的帧。7.提供的负载G提供的负载既包括一个站点成功发送的帧，也包括由于冲突或出错需要重发的帧，是注入到网络中的实际负载。8.站点的个数N 当每个站点提供的负载一定时，网络的总负载随站点个数的增加而增加。我们希望网络工作在低延迟区域，避免进入高延迟区域特别是无限延迟区域，所以有必要确定局域网的性能边界

29、，这与站点个数密切相关。9.丢失率 丢失率对网络的性能也有影响，一般由于误码或系统拥塞造成。若误码率较高，会导致出错和重发的机会增多，降低性能。但在局域网中，由于目前硬件的可靠性较高，线路长度有限，误码率很低。但即便如此，仍须在帧中加上校验码，高层协议亦需要对差错进行处理。3.2性能的影响因素 影响局域网性能的因素很多，比如网卡和集线器的好坏对局域网的性能就有直接的影响。本文讨论的是连接的具体设备无关的情况，这样总结出的模型才一具有一般性。3.2.1网络拓扑结构的影响拓扑结构的选择要考虑网络的适应性、可靠性、可扩充性和性能。拓扑选择是设计局域网全部工作的一部分，不能孤立地进行。一般而言，总线/

30、树型拓扑最为灵活，可以说总线形是树形地一个特例，树形是总线的一般化。总线/树形拓扑能适应较大的范围，且容易布线。环形拓扑有提供最大吞吐量的潜力，缺点是部分故障易使整个网络瘫痪。星形网络的优点是自然布线，适用于短距离、设备数量不太多的情况，能实现数据高速率的传输。传输媒体的选择是拓扑选择是相互关系的。媒体选择要考虑系统的容量、可靠性、地理覆盖范围和适用环境等。3.2.2网络协议的影响网络协议对局域网的性能影响很大。组建一个局域网首先确定采用支持哪一种协议的产品。不同协议各有优缺点，一般而言，总线型网有这较好的交互性能而环形网能满足大吞吐量的要求。 OSI参考模型将计算机数据通信系统分成七个层次，

31、从底向上分别是:物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。在局域网中数据链路层改为逻辑链路控制层(LLC)和媒体访问控制层(MAC)，而且对于同一个LLC,提供几种不同的MAC选择。MAC可以分为同步、异步两种，同步又可分为频分多路和时分多路;异步又可分为三种，其中时间片轮转法适合每个站点定时发送信息的情况;独占方式适合连续数据的发送，一般要对时间分槽;争用方式适合突发性的数据传输。3.2.3其它因素的影响其它因素如稳定性、公平性、坚定性、故障模式、延迟变化范围【8】、网络使用高峰时的负载情况、网络的配置状态、路由节点的CPU类型、缓冲区的数量和大小、入网报文的到达率、主机要

32、处理的网络以外工作的优先级等【34】3.3常用的定量研究工具概率论是研究网络性能、对模型进行分析的最基本的数学工具。因为概率论的研究对象是大量随机现象的统计与分布规律，而网络中的信息不论其产生还是到达的时间都是随机的，数据包的长度也符合一定的概率分布。随机过程论对研究网络性能亦有很大的帮助。但适合的数学工具是派对论理论，因为网络中的信息流和派对论中的顾客流非常类似。3.3.1概率论与随机过程1.指数分布指数分布的概率密度函数为:f(x)=e-x 0,x=0概率分布函数为:F(x)=1- e-x指数函数具有无记忆性(或马尔科夫后效性)2.泊松过程 泊松过程是最基本的到达过程，泊松分布的数学表达式

33、为:Pk(t)=(t)k/k!.e-上式表示平均到达速率为入的泊松过程在时间t时间间隔中有k次到达的概率。可以证明泊松分布的均值和方差均为t.泊松过程的到达间隔分布函数为:A(t)=P(到达间隔= 1的多服务员系统，则系统的服务速率为m的b次方，即单位时间内接受服务后离开系统的平均顾客数为m的b次方。 假设每个服务员的服务速率均为b，b的倒数z=1/b就是单个服务员对顾客的平均服务时间，也就是一个顾客在系统内接受服务的平均时间。需要说明的是:在计算机通信网中，习惯上用1 / b (bit)表示分组的平均长度(这是用排队论分析计算机通信网时的习惯表示方法)，分组交换节点的一个输出信道容量为C（b

34、it/s)(即数据信息的最大传输速率)。由此可以推出，传送一个分组的平均时间，即分组的平均发送时间为1/bc(s)，每个输出信道发送分组的速率为c(它对应着一个服务员的服务速率均为b )。而对于有m条输出信道的分组交换节点(它相当于一个排队系统)来说，发送分组的速率(即系统的服务速率)。为m的b次方乘以c,总而言之，一般计算机通信网中的,bc对应着排队论中的b。一般一个排队系统由三个部分组成:顾客、服务机构和排队队列。顾客指排队服务的服务对象，在网络中的数据流或数据包:服务机构是若干服务员组成的处理服务对象的实体;队列是当服务员忙时，暂时得不到服务的顾客在系统中等候服务而排成的队列，队列可以有

35、很多个。3.3.3 Little定律Little定律是排队论中应用最广的定律之一，适用于各种排队系统。其数学表达式为:N=T这里N为系统中的平均顾客数，为顾客平均到达速率，T为顾客在系统的平均等待时间。上式适用于不同的顾客到达模式、服务时间分布、服务员个数和服务规则。4局域网性能的分析与评价4.1建立性能模型应考虑的几个问题 正确地建立模拟模型是模拟法的关键。当不能求出系统的解析解时，至少有必要性进行定性分析，以保证模拟结果有一理论上的依据。注意分析模拟精度，尽量消除影响模拟精度的因素。对模拟结果进行数理统计处理，以保证模拟结果的较高可信度。局域网的性能受诸多因素的影响，主要有：（1）局域网的

36、地理范围（2）局域网的拓扑结构（3）MAC协议（4）数据传输速率（5）数据包的长度（6）节点总数（7）数据流的到达模式、高层协议的影响等,要在合理假设的基础上尽量简化模型，防止不可解。应防止数学模型与实际系统之间的偏差太大。在研究局域网的性能时，一般假设物理层保持完全的可操作性，认为误码率为0可忽略或差错可被高层协议处理。通常会作以下假定: 1)误码率为02)传播时间远小于传输时间3)重发等待时间随机且服从均匀分布4)报文的产生速率各站相同5)报文的长度固定4.2进行性能分析、评价的主要步骤4.2.1.建立数学模型1)模型具有三个特征:首先，模型是现实系统的抽象;其次，模型由分析现实系统有关的

37、元素组成;最后，模型能反映元素之间的相互关系。模型的求解:数学分析法、计算机模拟法(在系统的模型上进行实验)。模型的分类:物理、数学;静态、动态;确定性、随机性;连续性、离散性;线性、非线性等。 2)建模的原则:1 型要有一定的高度，必须反映现实系统的本质，失真太大就失去了意义：也不可能十分精确，把原型的所有细节都包含进去，否则难以控制。2 模型要足够简单，若太复杂，与实际系统差不多，则失去意义。建模应抓住主要的本质的因素。3 令模型须反复修改、完善。根据评价结果，找出不合适的地方及原因，适当进行改。4 现有模型应充分利用。4.2.2模型的分析 网络中的数据流通常是随机的、非均匀的，总之是不确

38、定的，无论数据包的到达时间按、长度还是处理时间都是随机变量。性能分析要做的工作就是在一定假设的基础上，找出性能的定量参数之间的数学关系，比如吞吐量与提供负载之间的关系、延迟随负载的变化情况等，使用数学的工具主要是概率论与排队论。4.2.3模型的评价编写一个程序，使它的行为和它所描述的模型系统一样或非常接近，通过统计、分析这个程序的运行结果来评价模型系统的行为。模拟法是一种非常有用的方法，系统模拟的三个阶段是:编制模拟程序、运行程序并测试它的行为、对模拟程序的行为进行统计分析。在模拟过程中不得不作一些近似，要注意尽可能限制近似的程度。为精确起见，尽可能不能增加程序运行的时间。 4.2.4结果的统

39、计、分析及与实际系统的比较抽样值的平均值称为抽样均值，大数定理指出:如果抽样次数足够多，则抽样均值就非常接近于所期望的平均值。进行统计分析时，要考虑置信区间和置信度。4.3总线网(CSMA/CD)性能分析评价4.3.1系统概况 本文的软件实现部分主要完成以下工作:对本文提出的局域网性能模型进行程序模拟，以便与数学分析结果相比较，证明性能分析的正确性;对一些重要的定量关系，绘出与数学公式对应的图形或曲线，以便直观地考察不同参数之间的关系及相互影响。对给定的网络进行性能分析和评价，设计了网络性能分析/评价系统。分析/评价系统根据用户输入的网络的参数用数学分析的方法计算出网络的主要的性能指标，然后进

40、行性能分析，评价了该网络的优点和缺点，并提出了改进网络的建议，供用户参考。软件实现系统中的一些设定:1. CSMA/CD的模拟程序中的重发时间不是从均匀分布中单独选择，也不是从二进制指数分布中选择，而是从随机分布中选择。2. CSMA/CD的模拟程序中帧服务策略是FIFO，因为是随机访问。3. CSMA/CD的模拟程序因为是随机访问，所以服务为非穷尽式。4.只有非持续型时隙CSMA/CD的时延分析结果由Tobagi和Hunt找出了数值解答，其它的没有。因此，本人设计了模拟和解决时延分析问题。 5.用户数无限大，泊松到达，包括新分组和碰撞分组;6.任意两站间传播时延为t秒;7.固定长分组和传输时

41、间P;8.任何时候，各站最多只有一个准备发送的分组，包括曾碰撞的; 9.载波侦听的动作发生在瞬间，而且发送到接收中间无倒转时延; 10.传输失败仅由碰撞造成无噪声;11.两个分组的任何部分发生重叠，都会导致破坏性的干扰，故都必须重发;12.退避策略:采用二进制指数法k=min(10 r), 2的k次方，2t;13.重发时间：从均匀分布中单独选择，从泊松分布中单独选择14.该模拟模型的定位:为单服务员，非排队系统，为随机访问机制，仅能根据到达的时间先后进行模拟;不排队，要么发送，要么延迟一段时间，即退避一段时间。15.针对各种变化需求，给出网络变动后的结果和影响;16.使用网络图示工具生成更简明

42、的报表;17.模拟:平均时延=(等待时间+传播时间+传送时间)的总和/发送帧个数; 吞吐量=完成传送的帧长和/时间；介质利用率=有效传送时间/总时间;18.分析/评价系统实现五种协议: 非持续型CSMA/CD 非持续型时隙CSMAJCD 1一持续型时隙CSMA/CD19.评价方法: 吞吐量:如S0.36，过大，必然造成延时增多(负载过重) 如S趋近于0，过小，延时少，资源浪费严重(负载过轻) 如0.1S过慢(由模拟程序确定) 如T过慢 如T0.4，过大，造成延时增多(CSMA/CD) 如u0.1，过小，资源浪费严重;如0.1 u0.8，过大，造成延时增多;如u0.05，过小.如0.05u0.8

43、，合适;20. CSMA/CD模拟: 空闲：凡是(发送时间一当前时钟)t的发送帧，都应准备; 忙：只要信道忙，凡是准备好的都应退避;S：凡是(发送时间一当前时钟)t的发送帧都应准备; t:凡是(发送时间一当前时钟)P的发送帧都应准备; 冲突:只要信道有冲突阻塞信号，凡是准备好的都应退避; S:凡是(发送时间一当前时钟)t的发送帧，都应准备; t:凡是(发送时间一当前时钟)J+t的发送帧，都应准备;21. CSMA/CD模拟系统定时子程序:准备的帧应为哪些到达的帧，当系统状态不同时，对准备的帧的到达时间的约束不同;4.3.2功能说明模拟系统进入主用户界面后，可根据情况选择不同功能。对于性能模拟而

44、言，可以进行总线网局域网模型的模拟。运行前要输入一些必要的参数，否则将使用系统的默认值，运行相应时间后可得出平均延迟等结果。中间结果数据可保存在数据库中，供统计分析使用，并与理论计算的结果进行比较，用以评价模型正确性与可靠性。绘图子系统可以绘出一些重要的曲线供直观地了解性能情况，对于性能的比较提供了很好的依据。网络性能分析/评价系统进入主界面后，可输入各种网络参数，单击性能分析按钮，可完成对给定网络的性能分析，单击提高建议按钮，可完成提高网络性能的各种建议。5校园网络性能管理概述5.1校园网简介 校园网络通常是指利用网络设备、通信媒质和相应的协议及各类系统管理软件，将校园内计算机和各种终端设备

45、有机的集成在一起，同时又通过防火墙与外部的Internet网络连接，以用于教学、科研、学校管理信息资源共享和远程教育等方面的局域网。校园网络是INTERNET网的一个组成部分。校园网的硬件通常由服务器、工作站、网间互连设备、传输媒质等部分组成。 (1)服务器:服务器是指网络上一种为客户端计算机提供各种服务的高性能的计算机。 (2)工作站:校园网中，工作站是一台客户机，即网络服务的一个用户。(3)网络互连设备:集线器，交换机，路由器，网关，防火墙等。(4)常用的网络传输媒质:双绞线，光纤。校园网的日常业务:(1)信息发布:学校的Web主页犹如学校的一个窗口，学校可以通过这扇窗口向世界各地的人们充分展示学校的形象。一般来说，学校主页的主要内容包括:学校历史、院系、部门介绍、专业设置等信息。(2)教学应用:校园网的主要功能就是教学应用，它可以有网络教学平台提供支持，以网络