网络测量

网络测量是按照一定的方法和技术，利用软件或硬件工具来量度网络的运行状态、表征网络特性的一系列活动的总和。

网络测量的指标

网络测量的分类

name	概念	优点	缺点
主动测量	指由测量用户主动发起测量，将探测分组注入网络，根据测量数据流的传送情况来分析网络的性能。	使用方便，适合端到端的网络性能测量，对于需要关心的内容只要在本地发送测试包观察网络的响应即可，由于该方法不涉及用户的网络信息，所以对用户而言是很安全的	增加了网络潜在的负载，尤其是如果该测量未经仔细设计，使产生的流量达不到最小，可能会对网络造成较大的影响，测量数据包对网络行为的影响
被动测量	通过在网络中的链路或设备(如路由器、交换机等)上借助包捕获数据的方式来记录网络流量，分析流量，获知网络的性能状况。	测量的是网络上的真正流量，能够达到对观察点网络行为的详尽理解	被动测量方式可能要查看网络上的所有数据包，容易捕获网络中的敏感信息，给用户信息的保密和安全带来一定威胁，只能获得网络局部数据，无法了解网络整体状况，测量范围受限

name	概念
网络拓扑测量	了解网络拓扑结构，用于资源调度和流量分配。
性能测量	通过监测网络端到端时延、抖动、丢包率等特性，了解网络的可达性、利用率以及网络负荷等
流量测量	对网络数据流的特性进行监测和分析，以掌握网络的流量特性，如协议的使用情况、应用的分布和用户的行为特征等。

examples	测量方式	测量内容
网络嗅探器	被动测量	网络流量
Netperf	主动测量	网络性能(带宽)
Ping	主动测量	网络性能(可连接性、延迟、丢包、抖动)

网络带宽测量

带宽/容量的概念
• 链路的带宽(Bandwidth)或者容量(Capacity)是指该链路上数据报文的最大传输速率。
• 网络路径的瓶颈带宽(Bottleneck Bandwidth)或者容量指的是源节点到目的节点之间处理能力最低的链路所能达到的最大的数据传输速率。
• 传输路径上带宽/容量最小的链路称为该路径的瓶颈链路 (Narrow Link)。
• 可用带宽(Available Bandwidth)是指当应用程序和其它背景流 (Cross Traffic)共享网络路径时，该应用程序所能得到的带宽。也就是指网络在不降低其它业务流的传输速率的情况下，所能提供给一个业务流的最大传输速率。
• 传输路径上可用带宽最小的链路称为该路径的Tight Link。

拓扑测量

拓扑分级（IP级，路由器级，PoP级， AS级）

examples	原理	特点	优点	缺点
TraceRoute	利用IP路由器对TTL的处理	IP级拓扑，探测节点发送UDP消息，中间节点回复ICMP消息	不受网络管辖范围限制	效率较低，发送一系列探测包，部分中间路由器不回复ICMP

别名解析：
路由器有多个接口，每个接口对应一个IP地址，别名解析即监测哪些IP地址属于一个路由器，把同一路由器的IP地址聚合起来。
不使用别名解析，会导致虚拟链路，虚拟节点，虚拟拓扑

基于网络测量规律的视频QoS优化

体验质量（Quality of Experience，QoE）是指用户对设备、网络和系统、应用或业务的质量和性能的主观感受。QoE指的是用户感受到的完成整个过程的难易程度。
QoS（Quality of Service，服务质量）
QoE关键因素——比特率自适应（启发思想:准确的吞吐量预测可以提供帮助）

准确的吞吐量预测->更好的初始⽐比特率选择
准确的吞吐量预测->更好的流中⽐比特率调整

基于隐马尔科夫模型的吞吐量预测:
模型训练: 使⽤用EM算法为每个分组训练⼀一个隐⻢马尔可夫模型 (离线)
吞吐量预测和⽐比特率选择 (在线)