网络性能测试与分析(教育科学“十一五”国家规划课题研究成果)
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品牌: 林川
基本信息·出版社：高等教育出版社
·页码：300 页
·出版日期：2009年09月
·ISBN：9787040276459
·条形码：9787040276459
·包装版本：第1版
·装帧：平装
·开本：16
·正文语种：中文
·丛书名：教育科学“十一五”国家规划课题研究成果
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内容简介《网络性能测试与分析》是一本关于计算机网络性能测试方面的专业材料。《网络性能测试与分析》以网络测试的标准为基础，详细介绍了网络性能的测试内容和测试方法，注重理论与实践的结合。全书分为上、下两篇。上篇介绍网络测试理论，包括网络测试概述、第二层以太网测试、第三层网路测试、IP路由测试、第4-7层网络性能测试、网络安全性能测试和网络服务质量测试的基础理论和测试方法学；下篇为网络测试实践，由14个实验组成，包括最具代表性的测试仪表的配置使用、网络各层主要性能指标的测试实验。每章均给出了相关练习题。
《网络性能测试与分析》内容全面、应用性强，既可作为网络工程专业或相关专业本科生的教材，也可供从事网络开发、网络测试和网络运行维护的专业技术人员使用。
编辑推荐《网络性能测试与分析》：在内容编排上遵循理论与实践相结合的原则，既重视理论知识的掌握，又关注实践技能的培养。在介绍网络测试基本理论与方法学的基础上，通过若干实验帮助读者加深对测试方法学的理解，掌握网络测试的基本技能。所有实验都在实验室与实验教学中进行过可行性验证。
《网络性能测试与分析》的编写采用高等学校与企业合作完成的新模式，符合国际先进的工程教育理念，为产、学合作进行工程应用型专业教材的开发进行广泛的探索。《网络性能测试与分析》既体现了高等学校课程教学的规律与特点，又与主流技术充分接轨。
《网络性能测试与分析》可作为高等学校网络工程、计算机科学与技术等相关专业科生或研究生的教材，也可供从事网络开发、网络测试和网络运行维护的专业技术人员使用。
目录
上篇 网络测试理论
第1章 概述
1.1 Internet背后的故事
1.2 网络测试及其必要性
1.2.1 网络测试的基本概念
1.2.2 网络测试的时间
1.3 网络测试方法学概述
1.3.1 网络测试方法的含义
1.3.2 网络测试相关的RFC文档
1.3.3 网络测试的分类
1.3.4 性能测试的一般规则
1.3.5 系统的网络测试方法
1.4 网络测试的发展
1.4.1 网络测试发展的现状与趋势
1.4.2 主流网络性能测试仪表介绍
本章习题
第2章 第二层以太网测试
2.1 OSI第二层测试的必要性
2.1.1 0SI第二层功能概述
2.1.2 第二层测试的必要性
2.2 以太网技术概述
2.2.1 以太网技术家族
2.2.2 共享以太网与交换以太网
2.2.3 以太网帧结构
2.2.4 以太网交换机的工作原理
2.2.5 交换机的体系结构
2.2.6 交换机的转发模式
2.3 决定交换以太网性能的主要技术指标
2.3.1 数据传输层面相关的指标
2.3.2 传输控制层面相关的指标
2.4 第二层以太网测试相关的RFC文档
2.4.1 RFC 2285
2.4.2 RFC 2889概述
2.5 第二层以太网测试的基本方法
2.5.1 测试设置中的地址学习
2.5.2 测试帧的长度与格式
2.5.3 关于负载、吞吐量、丢帧率和转发速率的深入理解
2.5.4 吞吐量、丢帧率和转发速率的测试方法
2.5.5 前压和最大转发速率的测试方法
2.5.6 拥塞控制功能的测试方法
2.5.7 地址处理功能的测试方法
2.5.8 错误帧过滤功能的测试方法
2.5.9 广播帧转发性能的测试方法
本章习题
第3章 第三层网络测试
3.1 OSI第三层测试的必要性
3.1.1 OSI第三层功能概述
3.1.2 第三层测试的必要性
3.2 第三层网络技术概述
3.2.1 IP协议
3.2.2 路由器的组成
3.2.3 路由器的体系结构
3.2.4 路由器工作原理
3.2.5 路由器的类型
3.3 决定第三层网络性能的主要指标
3.3.1 数据转发层面相关的指标
3.3.2 控制层面相关的指标
3.4 第三层网络性能测试相关的RFC文档
3.5 第三层网络性能测试的基本方法
3.5.1 测试设置中的地址学习
3.5.2 吞吐量的测试方法
3.5.3 丢包率的测试方法
3.5.4 延迟的测试方法
3.5.5 背对背的测试方法
3.5.6 系统恢复的测试方法
3.5.7 系统重启的测试方法
本章习题
第4章 IP路由测试
4.1 IP路由测试的必要性
4.1.1 路由与路由协议概述
4.1.2 IP路由测试的必要性
4.2 路由测试的基本概念
4.2.1 路由器的控制层面和数据转发层面
4.2.2 路由器控制层面的主要指标
4.2.3 路由测试的基本方式
4.3 第三层路由测试相关的RFC文档与测试术语
4.4 OSPF协议
4.4.1 OSPF协议概述
4.4.2 OSPF的基本组成
4.4.3 OSPF路由器的类型
4.4.4 OSPF链路的类型
4.4.5 OSPF分组类型
4.4.6 OSPF分组
4.4.7 Hello协议
4.4.8 LSA
4.4.9 OSPF协议的工作过程
4.5 第三层路由测试的基本方法
4.5.1.OSPF路由协议的相关测试方法
4.5.2 路由容量的测试
4.5.3 路由振荡测试方法
4.5.4 路由收敛测试方法
本章习题
第5章 第4～7层网络性能测试
5.1 第4～7层网络测试的必要性
5.1.1 问题引入
5.1 2第4～7层网络测试的重要性
5.2 第4～7层主要网络技术概述
5.2.1 TCP／IP传输层概述
5.2.2 应用层概述
5.3 第4～7层网络性能的主要指标
5.4 第4～7层网络测试的相关RFC文档
5.4.1 RFC 2647概述
5.4.2 RFC 3511概述
5.5 第4～7层网络测试的方法学
5.5.1 并发TCF 连接容量测试方法
5.5.2 最大TCF 连接建立速率测试方法
5.5.3 最大TCP接拆除速率测试方法
5.5.4 HTTP传输速率测试方法
5.5.5 最大HTTP事务处理速率测试方法
本章习题
第6章 网络安全性能测试
6.1 网络安全测试的必要性
6.1.1 网络安全的重要性
6.1.2 网络安全是第4～7层测试的关注点
6.2 网络安全概述
6.2.1 网络安全的基本概念
6.2.2 常见的网络安全问题
6.2.3 常见的网络安全技术
6.2.4 常见的分布式拒绝服务攻击
6.3 网络安全性能的主要技术指标
6.4 网络安全性能测试的基本方法
6.4.1 基础环境测试
6.4.2 防火墙压力测试
6.4.3 防火墙负栽性能测试
本章习题
第7章 网络服务质量测试
7.1 QoS测试的必要性
7.1.1 QoS的应用需求
7.1.2 QoS测试的必要性
7.2 QoS概述
7.2.1 QoS的基本概念
7.2.2 端到端QoS保证
7.3 QoS模型
7.3.1 综合服务模型
7.3.2 区分服务模型
7.4 QoS中的队列调度与管理技术
7.4.1 队列调度与管理概述
7.4.2 常见的队列调度技术
7.4.3 主动队列管理技术
7.5 网络服务质量测试方法学
7.5.1 QoS性能指标
7.5.2 测试方法和内容
7.5.3 QoS性能评价的新发展
本章习题
下篇 网络测试实践
第8章 网络测试实验
8.1 w校园网案例描述
8.1.1 W校园网组网说明
8.1.2 w校园网性能分析初步
8.2 实验1 测试仪表基本配置及使用
8.2.1 实验目的与建议学时
8.2.2 实验环境与拓扑
8.2.3 实验内容及其规划
8.2.4 实验步骤
8.2.5 实验分析与思考
8.3 实验2 RFC2 889以太网转发性能测试
8.3.1 实验目的与建议学时
8.3.2 实验环境与拓扑
8.3.3 实验内容及其规划
8.3.4 实验步骤
8.3.5 实验分析与思考
8.4 实验3 RFC 2889以太网地址处理性能测试
8.4.1 实验目的与建议学时
8.4.2 实验环境与拓扑
8.4.3 实验内容及其规划
8.4.4 实验步骤
8.4.5 实验思考
8.5 实验4 RFC 2889以太网广播转发性能测试
8.5.1 实验目的与建议学时
8.5.2 实验环境与拓扑
8.5.3 实验规划
8.5.4 实验步骤
8.5.5 实验思考
8.6 实验5 RFC 2544IP吞吐量测试
8.6.1 实验目的
8.6.2 实验环境和拓扑
8.6.3 实验内容及其规划
8.6.4 实验步骤
8.6.5 实验分析与思考
8.7 实验6RFC2544IP丢包率测试
8.7.1 实验目的与建议学时
8.7.2 实验环境和拓扑
8.7.3 实验内容及其规划
8.7.4 实验步骤
8.7.5 实验分析与思考
8.8 实验7RFC2544IP转发延迟测试
8.8.1 实验目的与建议学时
8.8.2 实验环境和拓扑
8.8.3 实验内容及其规划
8.8.4 实验步骤
8.8.5 实验分析与思考
8.9 实验8仿真0SPF
8.9.1 实验目的与建议学时
8.9.2 实验环境与拓扑
8.9.3 实验内容及其规划
8.9.4 实验步骤
8.9.5 实验分析与思考
8.10 实验90SPF路由表容量测试
8.10.1 实验目的与建议学时
8.10.2 实验环境与拓扑
8.10.3 实验内容及其规划
8.10.4 实验步骤
8.10.5 实验分析与思考
8.11 实验100SPF路由振荡测试
8.11.1 实验目的与建议学时
8.11.2 实验环境与拓扑
8..11.3 实验内容及其规划
8.11.4 实验步骤
8.11.5 实验分析与思考
8.12 实验11第4～7层网络性能测试实验
8.12.1 实验目的与建议学时
8.12.2 实验环境和实验拓扑
8.12.3 实验内容及其规划
8.12.4 实验步骤
8.12.5 实验分析与思考
8.13 实验12拒绝服务攻击仿真实验
8.13.1 实验目的与建议学时
8.13.2 实验环境和拓扑
8.13.3 实验内容及其规划
8.13.4 实验步骤
8.13.5 实验分析与思考
8.14 实验13基于DSCP的第三层区分服务测试
8.14.1 实验目的与建议学时
8.14.2 实验环境与拓扑
8.14.3 实验内容及规划
8.14.4 实验步骤
8.14.5 实验分析与思考
8.15 实验14基于TCP多种应用协议的QoS测试
8.15.1 实验目的与建议学时
8.15.2 实验环境与拓扑
8.15.3 实验内容及规划
8.15.4 实验步骤
8.15.5 实验分析与思考
附录 Spirent Test Center测试系统简介
参考文献
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序言随着网络应用的普及和网络业务的不断增加，各行各业都越来越依赖网络，人们对网络设备性能和网络服务质量的要求也越来越高。无论网络设备制造商、网络运营商，还是运营着大中型网络的企事业单位，都需要通过网络测试发现产品和网络中的问题，以加快产品开发速度，提高网络产品的质量，确保网络的服务与运行性能。在网络测试日益受到重视的背景下，一方面网络专业从业人员被要求具备测试相关的基本知识与技能，另一方面关于网络测试工程师的人才需求也在逐渐增长。因此，在高校相关专业中引入或开设网络测试有关的专业课程也就显得非常必要。作者精心编写了《网络性能测试与分析》，旨在为已经开设或准备开设网络测试课程的高等院校提供一本理论与实践相结合的合适教材，也为相关专业人员提供一本关于网络测试理论、方法学和主流测试工具使用的技术参考书。
1.《网络性能测试与分析》的内容安排
《网络性能测试与分析》分为两篇：上篇为网络测试理论，下篇为网络测试实践。
理论篇分为7章，从网络性能测试的基本概念出发，按照网络体系结构逐层介绍网络性能测试基本方法。
第1章主要介绍网络测试的基础知识，包括网络测试的必要性、网络测试行业发展的现状和趋势、网络测试方法学等。
第2章在回顾OSI第二层概念与技术的基础上，介绍交换以太网性能的主要技术指标、以太网测试的基本概念与基本方法学。
第3章在回顾OSI第三层概念与技术的基础上，介绍第三层网络性能的主要指标、第三层网络设备数据转发层面测试的基本概念与基本方法学。
第4章首先介绍路由性能指标参数、路由测试相关的RFC与测试术语、路由测试的一般方法学，然后以OSPF 为例介绍特定的路由协议测试方法，以路由振荡和路由容量为例介绍通用的路由测试方法学。
第5章在回顾OSI第4～7层概念与技术的基础上，介绍第4～7层测试的性能指标、基本概念与基本方法学。
第6章在介绍网络安全相关的基本概念与技术的基础上，以防火墙为例介绍网络安全性能测试的基本概念与基本方法学。
第7章在介绍网络服务质量概念的基础上，介绍服务质量测试的性能指标和基本方法学。
实践篇即第8章，结合目前测试行业中最具代表性的测试仪表，通过自下而上的14个网络性能测试实验说明网络性能测试的实施过程。
文摘插图：
①期望负载（Intended Load， Load）：指外部信息源企图传输给DUT／SUT让其转发到指定输出端口的每秒帧数。
②提交负载（Offered Load，OLoad）：指外部信息源能够被观察或测量到的传输给DUT／SUT让其转发到指定输出端口的每秒帧数。对提交负载和期望负载进行区分是必要的，因为无论半双工模式下的CSMA／CD机制，还是全双工模式下的流量控制机制都可能影响外部信息源向DUT发送流量的速率，从而使提交负载小于期望负载。例如，在一个100 Mbps的快速共享以太网中，假设所传输帧长为128 B，那么外部信息源的期望负载可以达到100M／8×（128+12+8）]，其中12表示12字节的最小合法帧间隔，8表示以太网帧的7字节前导字段和1个字节同步字段。但在实际上，由于网络冲突的存在，提交负载将可能小于这个期望负载值。对于工作于全双工模式下的交换机，也会因为交换机采用了背压机制而可能使测试仪表发出的提交负载小于期望负载。
③最大提交负载（Maximum Offered Load，MOL）：指外部信息源每秒能够传送给DUT／SUT并让其向指定输出端口转发的最大帧数。理想状态下，最大提交负载可以达到线速发送下的负载。所谓线速是指以介质所允许的最大传输速率向交换机（DUT）发送流量。但实际上，最大提交负载不一定会等于介质所允许的最大负载。例如，当外部信息源未能按最小的合法帧间隔来发送帧时，介质所能提供的信道带宽就不能得到最大限度的利用，期望负载就会小于介质所允许的最大负载。
④过载（Overloading）：指以超过介质允许的最大传输速率向DUT／SUT施加负载。过载会导致网络拥塞并可能因此引发帧的丢失，但如果交换机启用了有效的拥塞控制机制，则拥塞不一定会引起帧的丢失。
6.转发速率相关的术语
关于转发速率的概念，前面已经进行了介绍，RFC 2285结合以太网测试的需要，给出了转发速率、最大提交负载下的转发速率和最大转发速率的定义。
①转发速率（For warding Rate FR）：指在指定提交负载下，一台设备能够被观测到的每秒钟内成功向正确目的端口传送的帧数。
②最大提交负载下的转发速率（Forwarding. Rate at Maximum Offered Load，FRMOL）：指一台设备在最大提交负载的情况下能够被观测到的每秒钟内成功向正确目的端口转发的帧数。
③最大转发速率（Maximum Forwarding Rate，MFR）：指一系列经过重复或迭代测试所获得的转发速率测量值中的最大值。MFR可
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