网络性能测试与分析复习资料
网络性能分析与测试第3章 三层网络测试
驱动问题
涉及的知识或技能点
学习要求
为什么要进行三层测试？
三层测试的必要性
理解
路由器是如何工作的？
IP分组转发的工作原理 掌握
三 层 IP 网 络 测 试 关 注 哪 些 问 题 ？IP网络测试的主要技术指
涉及哪些技术指标？
标
掌握
如何进行测试？是否有相应的 规则或方法可循？
IP网络测试的RFC文档
路由器的组成（3）
2.数据包转发部分
• 功能：主要是根据控制层面生成的转发表（FIB）转发IP 数据包。
• 注意：转发表是根据路由表生成的，其表项和路由表项 有直接对应关系，但转发表的格式和路由表的格式不同， 它更适合实现快速查找
（1）交换结构
• 作用：根据转发表对来自某个输入端口的数据包进行处 理，并使之从一个合适的输出端口转发，以完成输入端 口和输出端口之间的互连功能。
• 三层功能的重要性：
• 直接影响到整个网络的通信质量
• 路由器作为整个网络的交通枢纽，测试非常必要 • 三层测试的运用：
• 研发与生产 • 网络规划部署 • 维护
第3章 三层网络测试
3.2 三层IP网络技术概述
IP协议
• 为计算机网络的互连互通专门设计的协议
• IP分组首部是IP协议的具体体现
• 背靠背、恒定负载、数据链路帧大小、丢帧（包）率、帧间空隙、延迟、 重启行为、吞吐量
相关RFC文档（2）
3.4.2 RFC2544概述
• 通常被称为网络测试的“圣经” • 最主要内容是基准测试
• 吞吐量（Throughput） • 丢包率（Packet Loss Rate） • 延迟（Latency） • 背靠背（Back-to-back） • 系统恢复（System recovery） • 重启（Reset）
网络测试浓缩版复习
5 泊松过程的含义，泊松流的特点，泊松流的合成和分解的含义泊松过程的定义：如果取非负整数值的计数过程{N(t),t ≥0}满足：1. N(0)＝0；2.具有独立增量；3. 对任意0≤s<t,N(t)-N(s)服从参数为λ(t-s)泊松分布， 则称{N(t),t ≥0}为参数(或平均率、强度)为λ的(齐次)泊松过程。
泊松流＝最简单事件流，特点为1）平稳性。
在任何一段长度为t 的时间区间内，出现任意数量事件的概率只与t 有关，而与t 所处的位置（或与起始时刻）无关。
记λ为平稳流的强度。
2） 无后效性（又称无记忆性或者马氏性）。
在互不相交的两时间区间T1、T2内所出现的事件数是相互独立的。
3） 普通性。
在同一瞬间，多于一个顾客出现的概率（或同时到达系统有两个或两个以上顾客的概率）可忽略不计。
泊松流的合成与分解定理：a) 设N1(t)与N2(t)分别是参数为λ1与λ2的泊松流，且N1(t)与N2(t)相互独立，则合成流N1(t)+N2(t)是参数为λ1+λ2的泊松流b) 设某事件流N(t) 是参数为λ的泊松流，每一到达的事件以概率p 进入系统，设X(t)表示进入系统的事件流，则X(t)是参数为λp 的泊松流6 马尔可夫过程的含义、分类当过程在t=t0时刻所处的状态已知的情况下，过程在时刻t(t>t0)所处的状态与过程在t=t0时刻之前的状态无关。
这种已知“现在”的条件下，“将来”与“过去”无关的性质，就是直观意义下的马尔可夫性或称为无后效性。
具有无后效性的过程参数集T 离散 连续状态空间E离散 离散参数马氏链 连续参数马氏链连续 离散参数马氏序列 连续参数马氏过程维纳过程是时间状态都是离散的马氏过程。
时间和状态都是离散的马尔可夫过程称为马尔可夫链，简称马氏链。
7 k 步转移概率的直观意义：质点在时刻m 时处于状态i ，再经过k 步(k 个单位时间)处于状态j 的条件概率。
8 生灭过程的含义、状态转移图及对状态转移图中状态变化的理解设X(t)表示时刻t 时某生物群体的个数，{X(t),t ≥0}为生灭过程，由上式可见，在长度为t 的一小段时间内，如果忽略t 的高阶无穷小量o(t)后，生灭过程的状态变化只有3种情况：⏹ i →i+1，状态增加1，可理解为“生”了一个个体，其概率为λit ，其生长率为λi ； ⏹ i →i-1，状态减少1，可理解为“死”了一个个体，其概率为μit ，其生长率为μi ； ⏹ i →i ，状态不增不减，群体个数不变，其概率为1-(μi+λi)t ； 状态增加或减少2个或2个以上的概率为0。
网络测试的知识点总结
网络测试的知识点总结网络测试的知识点主要包括以下几个方面：1. 网络基础知识网络测试工程师需要具备扎实的网络基础知识，包括网络结构、网络拓扑、网络设备、网络协议、网络安全等方面的知识。
网络测试工程师需要了解各种网络设备的工作原理和性能特点，如路由器、交换机、防火墙、负载均衡器等，以及各种网络协议的工作原理和特点，如TCP/IP协议、HTTP协议、FTP协议等。
2. 网络测试方法与工具网络测试工程师需要了解各种网络测试方法和工具，包括端到端测试、网络流量分析、网络负载测试、网络安全测试等。
网络测试工程师需要熟悉各种网络测试工具的使用方法，如Wireshark、Nmap、Iperf、Fiddler等，以及各种网络性能测试工具的使用方法，如PingPlotter、SolarWinds等。
3. 网络性能测试网络性能测试是网络测试的一个重要方面，用于评估网络的性能特点，包括带宽、延迟、丢包率、传输速度等。
网络测试工程师需要使用各种网络性能测试工具对网络性能进行测试和评估，以确保网络的正常运行和性能优化。
4. 网络安全测试网络安全测试是网络测试的另一个重要方面，用于评估网络的安全性和保护措施，包括防火墙、入侵检测系统、漏洞扫描等。
网络测试工程师需要使用各种网络安全测试工具对网络的安全性进行评估和验证，以确保网络的安全性和可靠性。
5. 网络故障排查与调优网络测试工程师需要具备网络故障排查与调优的能力，用于发现网络故障的原因，并对网络进行调优和优化。
网络测试工程师需要使用各种网络故障排查工具和方法，如路由器调试、交换机调试、网络分析仪、协议分析器等，对网络故障进行定位和解决。
6. 网络测试报告与分析网络测试工程师需要具备撰写网络测试报告和分析的能力，用于总结测试结果和分析问题原因，并提出改进建议。
网络测试报告包括测试的目的、测试的过程、测试的结果、问题的原因和解决方案等内容，需要清晰、详细和有针对性。
总之，网络测试是确保计算机网络正常运行和性能优化的重要手段，网络测试工程师需要具备扎实的网络基础知识、熟练的网络测试方法和工具的使用，以及丰富的网络测试经验，以确保网络的稳定性、可靠性和性能。
河南理工大学网络性能测试与分析重点
河南理工大学网络性能测试与分析重点网络性能测试与分析第一章1、网络测试是指以科学的方法，通过测试手段/工具，取得网络产品或正在运行网络的性能参数和服务质量参数，这些参数包括可用性、差错率、吞吐量、时延、丢包率、连接建立时间、故障检测和改正时间等。
P42、网络测试贯穿网络产品生命周期与网络建设生命周期。
P53、网络测试一般可分为4类：一致性测试、功能测试、性能测试和被动测试。
P84、在指定测试方法之前，还需要测试者具备1、理解技术、2、理解被测试的设备或系统、3、理解测试设备。
P9、P105、业界通用的网络性能测试仪主要来自思博伦通信和安捷伦科技两家公司。
P13选择1、以下哪项测试不属于性能测试？（C）A测试路由器的丢包率B对路由器的路由表最大值进行测试C路由器OSPF Hello报文相关字段验证D路由器吞吐量测试2、下列哪个标准化组织进行网络测试方法学方面的研究？（B）a)ATM Forumb)Benchmarking Working Group of the IETFc)ITU-Td)ANSI3、在整个网络产品的生命周期中，应该按以下哪个顺序执行测试？（C）a)性能测试、一致性测试、功能测试b)功能测试、性能测试、一致性测试c)一致性测试、功能测试、性能测试d)一致性测试、性能测试、功能测试简答1、对一台具有三层功能的防火墙进行测试，可以参考哪些和测试相关的RFC文档？RFC3511、RFC3222、RFC2889、RFC2544第二章1、若第二层所提供的是无连接的不可靠数据传输服务，而网络层采用无连接的IP协议，那么对于那些需要基于可靠的端到端数据传输来实现的高层应用而言，就必须在传输层采用面向连接的可靠传输协议，如TCP协议，并为此付出较大的传输层协议开销。
相反，若数据链路层所提供的是面向连接的可靠数据传输服务，那么即使网络层采用无连接的IP协议，传输层也可以采用相对简单、实现开销相对较小的无连接协议、如UDP协议。
《网络性能测试与分析》第四章路由测试（78P）
路由表 10.0.0.0/24 F0/0 20.0.0.0/24 F0/1 12.0.0.0/24 F0/0 12.0.1.0/24 F0/0 12.0.2.0/24 F0/0
12.0.9.0/24 F0/0
测试仪 端口B
Network Performance Testing and Analysis
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控制台读数法
控制台读数法的基本思想是在被测路由设备的控制台上 直接观察测试结果
优点是可以直截了当的观测到测试结果 缺点是这种测试方法观察到的为RIB表的内容，而不是
FIB表的内容，而且当RIB表表项较多时肉眼也难以观察
19
控制台读数法的示例
20
控制层面学习法
控制层面学习法的基本思想是在测试仪表上直接观察测 试信息
FIB (转发信息表Forwarding Information Base)表 ：指路 由设备上用于转发IP分组的信息表。FIB表的内容由RIB表 下发 ，在FIB表中只存在一条唯一路径到某个特定的目的 网络
FIB表条目（Forwarding Information Base Entry）：FIB 表条目是指FIB表中所出现的每一条数据记录。每个条目 均包含了转发IP分组到一个特定目标网络所必须的基本信 息，包括网络前缀、路由器接口标识和下一跳信息等基本 字段
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29
第四节 OSPF协议
30
OSPF协议概述
OSPF采用链路状态路由选择算法
每个OSFP路由器使用HELLO协议识别邻居路由器并与 邻居路由器建立邻接(adjacency)关系
具有邻接关系的OSPF路由器通过洪泛的方式交换链路状 态信息，构建关于全网拓扑的链路状态数据库(Link State Database)
网络性能测试与分析复习整理
网络性能测试与分析复习整理一、网络性能测试的基本概念1.网络性能：网络性能是指网络在满足一定的条件下，提供给用户的服务质量。
主要包括带宽、时延、丢包率、吞吐量等指标。
2.网络性能测试：网络性能测试是对网络基本参数进行测量和评估的过程，通过测试数据来评估网络的性能和性能瓶颈。
3. 网络性能测试工具：网络性能测试工具是用户对网络进行性能测试时使用的软件或硬件工具，如ping、iperf、traceroute等。
二、网络性能测试的方法1. 带宽测试：带宽测试是测量网络的传输能力，可以用来评估网络速度是否满足需求。
常见的带宽测试工具有speedtest、iperf等。
2. 时延测试：时延测试是测量网络数据从源端到目的端的传输时间，可以评估网络的响应速度。
常见的时延测试工具有ping、traceroute等。
3. 丢包率测试：丢包率测试是测量网络在传输过程中丢失的数据包的比例，可以评估网络的可靠性。
常见的丢包率测试工具有ping、iperf 等。
4. 吞吐量测试：吞吐量测试是测量网络在单位时间内传输的数据量，可以评估网络的传输能力。
常见的吞吐量测试工具有iperf等。
三、网络性能分析的技术1. 数据包捕获与分析：数据包捕获与分析是通过抓取网络数据包并对其进行分析，来研究网络性能问题的方法。
常见的数据包捕获与分析工具有Wireshark、Tcpdump等。
2. 流量分析与建模：流量分析与建模是通过对网络流量数据进行统计和分析，来研究网络流量特征和性能问题的方法。
常见的流量分析与建模工具有Cacti、Ntop等。
3. 链路负载均衡与优化：链路负载均衡与优化是通过对网络链路进行负载均衡和优化，来提高网络性能和可靠性的方法。
常见的链路负载均衡与优化工具有LVS、HAProxy等。
4. QoS（Quality of Service）技术：QoS技术是通过配置网络设备和网络服务，来提高网络对不同流量的处理能力，在有限的带宽资源中实现服务质量保证的方法。
网络性能测试与分析复习资料
网络性能测试与分析复习资料题型:一. 名词解释（5个,每个4分,共20分吞吐量:是指在没有丢包的情况下,路由设备能够转发的最大速率。
对网络、设备、端口、虚电路或其他设施,单位时间内成功地传送数据的数量（以比特、字节、分组等测量。
延迟:是指包的第一个比特进入路由器到最后一个比特离开路由器的时间间隔, 又叫时延。
丢包率:是指路由器在稳定负载状态下,由于缺乏资源而不能被网络设备转发的包占所有应该被转发的包的百分比。
丢包率的衡量单位是以字节为计数单位,计算被落下的包字节数占所有应该被转发的包字节数的百分比。
背对背:是指在一段较短的时间内,以合法的最小帧间隙在传输介质上连续发送固定长度的包而不引起丢包时的包数量,IEEE 规定的以太网帧间的最小帧间隙为96 比特。
转发率:通过标定交换机每秒能够处理的数据量来定义交换机的处理能力。
交换机产品线按转发速率来进行分类。
若转发速率较低,则无法支持在其所有端口之间实现全线速通信。
包转发速率是指交换机每秒可以转发多少百万个数据包（Mpps, 即交换机能同时转发的数据包的数量。
包转发率以数据包为单位体现了交换机的交换能力。
路由器的包转发率,也称端口吞吐量,是指路由器在某端口进行的数据包转发能力，单位通常使用pps（包每秒来衡量。
二. 选择题（15个,2分一个,共30分书上一到七章课后习题选择题三. 解答题（4个,5分一个,共20分1、IP包头的最大长度为多少？为什么？答:IP包的大小由MTU决定（IP数据包长度就是MTU-28（包头长度。
MTU值越大,封包就越大,理论上可增加传送速率,但MTU 值又不能设得太大,因为封包太大,传送时出现错误的机会大增。
一般默认的设置, PPPoE连接的最高MTU值是1492,而以太网（Ethernet的最高MTU 值则是1500,而在In ternet上默认的MTU大小是576字节2、在数据传输层面,用以衡量路由器性能的主要技术指标有哪些?答:（1 吞吐量:是指在不丢包的情况下单位时间内通过的数据包数量,也就是指设备整机数据包转发的能力,是设备性能的重要指标。
网络测试课程期末考试复习要点
REVIEW
Lecture 8
掌握决定传输质量的TCP层面指标（3个）；
了解HTTP协议的结构和概念，掌握HTTP协议请
求相关的若干指令（GET/POST/HEAD等）。 熟练掌握HTTP协议中有关持续性的概念。★
11
REVIEW
Lecture 9
对防火墙的概念要非常了解，要明白为何选择防
掌握路由震荡的过程。★
8
REVIEW
Lecture 6 对各种动态路由选择算法有所了解； 掌握评测路由器的性能参数： 路由表容量； 路由学习速率； 路由震荡(Flapping)； 路由收敛(Convergence)； 对VLSM（可变长度子网掩码 ）和CIDR（无类别域间路 由 ）的支持。 掌握路由测试的基本方式——控制台/控制层面/二者结合。
13
REVIEW
Lecture 11
熟练掌握防火墙压力测试的方法。★ 掌握不同数据流量类型对4～7测试结果的 影响； 了解防火墙基础测试的必要性。
14
REVIEW
Lecture 13
了解QoS的概念和必要性； 掌握多媒体实时数据对哪些技术指标比较敏 感； 掌握队列调度的相关内容；
3
REVIEW
Lecture 2
掌握OSI模型的层次结构； 了解数据传输指标——负载、转发速率、丢帧率 等； 掌握交换机的两种转发模式。★
4
REVIEW
Lecture 3 了解DUT和SUT的区别； 掌握三种常用测试拓扑结构 非网状流量；
部分网状流量；
全网状流量； 掌握负载的若干概念★
网络性能测试与分析 REVIEW
1
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题型:
一. 名词解释（5个,每个4分,共20分
吞吐量:是指在没有丢包的情况下,路由设备能够转发的最大速率。
对网络、设备、端口、虚电路或其他设施,单位时间内成功地传送数据的数量（以比特、字节、
分组等测量。
延迟:是指包的第一个比特进入路由器到最后一个比特离开路由器的时间间隔, 又叫时延。
丢包率:是指路由器在稳定负载状态下,由于缺乏资源而不能被网络设备转发的包占所有应该被转发的包的百分比。
丢包率的衡量单位是以字节为计数单位,计算被落下的包字节数占所有应该被转发的包字节数的百分比。
背对背:是指在一段较短的时间内,以合法的最小帧间隙在传输介质上连续发送固定长度的包而不引起丢包时的包数量,IEEE 规定的以太网帧间的最小帧间隙为96 比特。
转发率:通过标定交换机每秒能够处理的数据量来定义交换机的处理能力。
交换机产品线按转发速率来进行分类。
若转发速率较低,则无法支持在其所有端口之间实现全线速通信。
包转发速率是指交换机每秒可以转发多少百万个数据包（Mpps, 即交换机能同时转发的数据包的数量。
包转发率以数据包为单位体现了交换机的交换能力。
路由器的包转发率,也称端口吞吐量,是指路由器在某端口进行的数据包转发能力，单位通常使用pps（包每秒来衡量。
二. 选择题（15个,2分一个,共30分
书上一到七章课后习题选择题
三. 解答题（4个,5分一个,共20分
1、IP包头的最大长度为多少？为什么？
答:IP包的大小由MTU决定（IP数据包长度就是MTU-28（包头长度。
MTU值
越大,封包就越大,理论上可增加传送速率,但MTU 值又不能设得
太大,因为封包太大,传送时出现错误的机会大增。
一般默认的设置,
PPPoE连接的最高MTU值是1492,而以太网（Ethernet的最高MTU 值则是1500,而在In ternet上默认的MTU大小是576字节
2、在数据传输层面,用以衡量路由器性能的主要技术指标有哪些?
答:（1 吞吐量:是指在不丢包的情况下单位时间内通过的数据包数量,也
就是指设备整机数据包转发的能力,是设备性能的重要指标。
路由器吞吐量表示的是路由器每秒能处理的数据量,是路由器性能的一个直观上的反映。
（2 线速转发能力:所谓线速转发能力,就是指在达到端口最大速率的时候,路由器传输的数据没有丢包。
线速转发是路由器性能的一个重要指标。
简单的说就是进来多大
的流量,就出去多大的流量,不会因为设备处理能力的问题而造成吞吐量下降。
3、什么是吞吐量?简述吞吐量的测试要点。
答:吞吐量时衡量交换机在不丢帧的
情况下每秒转发帧的极限能力测试要点:被
测设备的整体转发能力,即整机吞吐量
被测设备对某种单一应用的支持程度,即端口吞吐量
4、什么是延迟?为什么RFC2544 规定延迟测试发包速率要小于吞吐量
答:延迟是第一个比特进入路由器到最后一个比特离开路由器的时间间隔为了获得路由器在正常工作下的延迟,当发包速率不在范围之内的时所获得的指标是无意义的
5、在测试股OSPF处理一条LSA的时间时，为什么需要先发送一个重复的
LSA?
答:端口向DUT 发送一个LSA, 当端口对LSA 处理之后发出一个确认的LSAck 分组后,此时的时间间隔包括一个处理时间间隔以及传输、宏泛的时间。
发送重复的LSA 时，由于DUT对重复的LSA不做处理，则此时的时间即是除了处理时间之外的额外时间。
两次时间相减即处理时间。
6请说明测试OSPF最短路由优先算法计算时间时发送两个重复LSA的作
用?
答:第一个重复的LSA 时用来计算LSA 发送与传输等额外时间差。
第二个重复的LSA所用的时间差是全部的SPF时间,用该时间减去上面得出的时间即为算法所用的时间。
7、TCP连接关闭最常用的是4次握手关闭方式，除此之外，关闭TCP链接的
还有哪些方式,请简要说明基本过程?
答:3次握手、服务器端发起的Reset关闭方式，客户端发起的Reset关闭方式3 次握手:3次握手通常是服务器端发起,在3次握手中关闭方式对第一次FIN 做了修改。
客户端:客户端服务器发送了一个RST/ACK, 要求立即终止链接,客户端和服务器的连接终止。
服务器端：服务器端向客户端发送RST/ACK,请求终止TCP链接,TCP链接即可终止。
8、第4~7 层网络测试应采用哪几种模式对系统进行全方位测试评估?
答：服务器系统模式、网络设备模式、网络系统模式
9：当前常见的网络安全问题可以分为哪几类?主要技术有哪些?
答：问题：非法入侵问题、计算机病毒、分布式拒绝服务器攻击、信息截获技术防火墙、入侵检测系统、入侵防卫系统、防病毒、加密
10、为什么要在防火墙性能测试之前进行基础环境测试?
答：基础环境测试的目的是获得基础测试的一些极限参数,以确认基础环境不会影响到测试结果,避免测试失败时难以确定是由被测防火墙引起还是环境性能引起。
11、IntServ和DiffServ的优缺点是什么？
答:IntServ优点:提供绝对保证的QoS。
缺点:可拓展性差，如果存在不支持IntServ节点/网络,对应用
来说已经无法实现真正的资源预留。
对路由器要求比较
高,需要端对端的资源预留。
DifferServ 优点:只包含有限数量的业务类型,状态信息数量少,实现
简单,可扩展性较好。
缺点:不能完全依靠自己来提供端到端的服务,需要大量网
络元素协同动作
答:RED是拥塞出现前预防的缓冲区管理策略。
缓冲区平均队列长度小于最小
阀值时,接收新进分组;大于最大阀值,丢弃新进分组;介于两
者之间,对进入分组随即丢弃,被丢弃的分组数与业务流的流量大小成正比。
从而防止某个业务流过多占用缓冲区,且不需要记录缓冲区状态信息。
WRED 可以区分对待不同的业务流,即WRED 可以选择在发生拥塞时丢弃优先级低的分组,WERD 算法给不同的IP 优先级设置不同的门权限和最大丢失概率,可以向不同类型的业务流提供不同等级的服务。
四. 综合题（3个,10分一个,共30分。