呂金龍

（河南牧業(yè)經(jīng)濟學院 信息與電子工程系，河南　鄭州　450044）

?

網(wǎng)絡性能分析評價方法及其計算機仿真方法研究

呂金龍

（河南牧業(yè)經(jīng)濟學院 信息與電子工程系，河南鄭州450044）

摘要：網(wǎng)絡性能分析評價的方法有很多，社會上應用較多的就是計算機仿真法。由于網(wǎng)絡的普遍，一些技術方法得到社會上的重視，對于相關技術應用帶來的效益也是非常明顯的。計算機仿真技術在社會上各個階層的應用，已經(jīng)深入研究，其被應用的范圍也是非常廣泛的。網(wǎng)絡性能的分析評價，的確給社會提供了更多的幫助，將復雜的系統(tǒng)工具更巧妙的應用在社會的各個階層上。現(xiàn)代化的社會需要網(wǎng)絡技術同時配合，為了順應這個社會的發(fā)展，會有更多的技術被應用于世。計算機仿真技術作為當今被社會認可的一項技術，卻還有著很多不到位的應用。需要結合網(wǎng)絡性能的評價和研究，對計算機的仿真技術做到更深刻的研究，并發(fā)揮出其價值。

關鍵詞：網(wǎng)絡性能；計算機仿真；分析方法

一般而言，網(wǎng)絡性能的計算機仿真功能的研究會更多的體現(xiàn)在更具規(guī)模的網(wǎng)絡當中。并且需要管理員更加緊密的進行監(jiān)督和管理，對運營的網(wǎng)絡系統(tǒng)進行有效的控制分析。網(wǎng)絡的設計者需要驗證整個方案，做到方案的可實施性，將任務完美完成的同時解決存在于網(wǎng)絡中的性能故障。在軟件的選擇應用上，選擇一個合理的軟件是至關重要的，因為仿真技術的發(fā)展在逐漸影響著這個社會，相關軟件的選擇是應該被重視的。專業(yè)性強的分析軟件可以將網(wǎng)絡仿真性能進行更透徹的分析，首先軟件的科學性選擇，在一定程度上建立了更合理的評價分析結構，之后再利用模型進行系統(tǒng)仿真策略。實際上，網(wǎng)絡仿真技術在社會上的應用已經(jīng)是非常屢見不鮮了，其分析的方法還有整個過程的實施應用，更透徹地分析了這個社會的認知。對于相關應用而言確實有著非常重要的作用，了解得越深，效果就會越好。

1　網(wǎng)絡系統(tǒng)性能分析

1.1網(wǎng)絡性能分析評價的指標

評價局域網(wǎng)性能的指標可以從很多方面入手，其中最為重要，也是用戶最關心的主要有3個方面，即：網(wǎng)絡吞吐量、介質利用率和延遲時間。

網(wǎng)絡吞吐量可以說就是，在一定時間內，某種設備或是計算機完成的信息總量。吞吐量在不同地方擁有不同的計算方式，并且還擁有不同的含義。比如某個接口，某條鏈路，或者是整個網(wǎng)絡的吞吐率。

網(wǎng)絡發(fā)送并且接收一個完整的報文或信息產(chǎn)生的時間，就是延遲時間。網(wǎng)絡延遲統(tǒng)計出的平均值，會按照網(wǎng)絡系統(tǒng)負載的變化而產(chǎn)生變化，其值的變化會因著負載的增大而變大。因此說通?？梢酝ㄟ^延遲對負載率的變化曲線對網(wǎng)絡時延性能的好壞情況進行合理的分析。

就字面上看，輸入負載也很好理解，指的就是各節(jié)點在局域網(wǎng)中產(chǎn)生的負載。將數(shù)據(jù)進行成功的傳送，就是網(wǎng)絡的吞吐量，比如數(shù)據(jù)報文分組。在單位時間內各工作節(jié)點向網(wǎng)絡發(fā)送數(shù)據(jù)的總和，就是實際負載，也可以說就是網(wǎng)上數(shù)據(jù)的傳輸速率。整個網(wǎng)絡性能都可以通過這兩個方向進行更科學的分析，能夠真的在實際問題中找到更好的工作模式。

1.2影響網(wǎng)絡性能的因素

局域網(wǎng)協(xié)議、數(shù)據(jù)率、幀長、傳播延遲、節(jié)點數(shù)以及信道誤碼率這些都是影響局域網(wǎng)性能主要的因素。確定局域網(wǎng)性能的主要因素就是信道數(shù)據(jù)傳輸率與傳輸距離的乘積。一般的介質在傳播的時候速度幾乎都是恒定的，也就直接說明利用率是可以隨著傳播延遲的變化而有所變化，這也就是影響吞吐量的一個過程。

能夠產(chǎn)生自身開銷的介質訪問協(xié)議，顯然可以降低利用率和吞吐量。就局域網(wǎng)協(xié)議來說，物理層上的影響幾乎是沒有的。而因每一幀上開銷的增加，是會影響到鏈路層的。在網(wǎng)絡上，介質訪問控制總是存在著一些影響。另外在報文中也會有一些的影響，因為會在傳送過程中會出現(xiàn)錯誤碼。

1.3網(wǎng)絡系統(tǒng)性能分析評價方法

網(wǎng)絡系統(tǒng)性能分析評價方法，也就是在網(wǎng)絡上建立一種能夠分析網(wǎng)絡性能的模型，使之能夠更科學的去分析網(wǎng)絡上的功能或是性能。網(wǎng)絡性能分析評價的方法，可以從以下3種方法著手：（1）解析法。可以得到性能參數(shù)公式解，這是其重要的特點。主要依賴于公式的一種通信系統(tǒng)性能評估技術方法。其能夠使得人們非常深入地了解系統(tǒng)性能，因為其能夠在性能參數(shù)和系統(tǒng)輸入?yún)?shù)間建立起非常清楚的關系。這種方法在應用系統(tǒng)設計初期階段是很適用的。但是依然有很多實際性問題需要解決，還需要一些系統(tǒng)簡化才可以更好的理解分析，所以僅僅采用解析法評價復雜的網(wǎng)絡模型性能確實是比較艱難的事情。（2）數(shù)值法。這一方法能夠將更復雜的模型進行一個精確的解析，數(shù)值參數(shù)的解決方式，更加縝密。雖然在后期是特別有用的，但同時也需要更多的時間和空間，這是一定的限制因素，無法使得更好的去了解網(wǎng)絡性能。（3）仿真法。這一方法可以在網(wǎng)絡系統(tǒng)的性能評估中占有非常重要的地位，能夠建立無論什么詳細程度的模型。對抽象模型的狀態(tài)進行跟蹤，就能夠得到更實際、系統(tǒng)的行為特性。這就是仿真技術的具體應用，這一方法可以用于系統(tǒng)設計的任何一個環(huán)節(jié)，可以很輕易的將數(shù)學和經(jīng)驗模型相互結合在一起。

計算量大是仿真法需要面對的問題，這就得通過認真選擇建模和仿真技術緩解在計算量上的壓力。在不斷發(fā)展的現(xiàn)代社會上，仿真法逐漸成一種主流的系統(tǒng)技術，被應用在社會的各個階層。在被應用的同時，會有更多的問題出現(xiàn)，性能上無法得到一個更精確的參數(shù)。

2　通信網(wǎng)絡系統(tǒng)性能的計算機仿真

2.1計算機仿真在網(wǎng)絡系統(tǒng)中的應用

網(wǎng)絡系統(tǒng)的計算機仿真，可以說就是通過計算機程序的運用對網(wǎng)絡狀態(tài)進行模擬，包括系統(tǒng)的結構、功能、行為進行動態(tài)模仿。局域網(wǎng)的仿真技術確實是一項很有利的功能，可以獲得網(wǎng)絡中的特性參數(shù)，并且可以將網(wǎng)絡工作性質中的影響因素進行一個合理的分析，就可以使得設備可以得到最有利的效益獲得。經(jīng)過分析可以很有利的控制局域網(wǎng)的信息量，合理預測網(wǎng)絡系統(tǒng)中出現(xiàn)問題的局部信息，將故障問題科學的進行解讀分析。仿真技術可以幫助網(wǎng)絡展開工作，提高工作效率并深入功能分析，確實改善了網(wǎng)絡的工作環(huán)境。最近網(wǎng)絡協(xié)議和組網(wǎng)產(chǎn)品逐漸成為仿真技術中應該注意的問題，由于計算機系統(tǒng)技術快速的擴展開，于是就會出現(xiàn)更多復雜的網(wǎng)絡產(chǎn)品，尤其是仿真技術的應用已經(jīng)在社會上被廣泛的傳播。

因為局域網(wǎng)信息量的變化是隨機的，并且變化也有一定的實踐限制，所以局域網(wǎng)也可以被當做是一種離散系統(tǒng)。這種系統(tǒng)通常就是隨機的事件，所以局域網(wǎng)可以說就是一種隨機服務系統(tǒng)。

計算機仿真系統(tǒng)不僅僅可以用來分析評價連續(xù)系統(tǒng)，還可以有效的分析離散系統(tǒng)。計算機仿真技術應該建立與原型相似的仿真模型。離散事件模型就是描述離散系統(tǒng)的模型，離散事件的系統(tǒng)主要包括四個因素，即實體、設備、事件和活動。比如計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)幀，就是“實體”。比如計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)中網(wǎng)絡資源、傳輸信道等這些都是“設備”。其“事件”就是說實體在這一過程中的到達或離去，造成整個實體總數(shù)的變化。其中的“活動”也就是實體按照現(xiàn)實中的工作情況表現(xiàn)出的各種狀態(tài)?！笆录焙汀盎顒印边@兩個離散事件中的因素，主要是通過對時間和內容的描述進行表現(xiàn)的。

方框圖是在進行仿真的時候的一種方法，一個方框就是一個信號的處理操作。作為方框還能夠繼續(xù)細化更多個方框，最后進行相應的仿真描述。而每個方框可以提供一個描述功能的仿真模型，比如某個計算方法。

2.2計算機仿真方法在網(wǎng)絡系統(tǒng)中的應用

蒙特卡洛法是網(wǎng)絡系統(tǒng)計算機仿真的一種方法，其自身就是一種現(xiàn)代數(shù)值法。具體的方法就是將有著隨機性需要計算的問題轉化成一個概率模型，使得模型若干的數(shù)學特征表示為所需計算的量，之后通過抽樣試驗和統(tǒng)計的方法求得這些數(shù)學特征的估值，找到接近的量，之后再估計其誤差或方差。

計算機仿真系統(tǒng)主要問題，就是在離散事件系統(tǒng)中，大多都是產(chǎn)生的隨機變量。那么最重要的問題就是在整個過程中如何產(chǎn)生隨機數(shù)，以及如何獲得變量的抽樣值。在通信網(wǎng)絡系統(tǒng)中，其仿真技術主要是由信息流、網(wǎng)絡資源以及通信協(xié)議組合而成的。其中信息流與網(wǎng)絡資源跟在其它離散事件系統(tǒng)中的應用并無差別，而在復雜的通信協(xié)議中，在離散事件仿真中不會得到解決的辦法。建模就可以通過網(wǎng)絡資源模型、信息流模型以及網(wǎng)絡協(xié)議模型這些特點進行分析研究。

網(wǎng)絡計算機的仿真模式，經(jīng)過一步步分析參考，逐漸走向成熟。對每個層次上的性能進行仿真模型的建立，之后通過計算機語言代碼編制成形對應的仿真模型計算機程序模塊，網(wǎng)絡系統(tǒng)的模擬工作方式，就是通過進行這樣的程序完成的。

3　結論

一個完整的網(wǎng)絡系統(tǒng)，包括很多數(shù)據(jù)或是設備。想要得到精準的仿真效果，就需要更加詳細的仿真模型。而如今更多的仿真技術，又會占用太多的資源和時間，那么在復雜性和仿真中找打一個平衡，已經(jīng)是現(xiàn)在人們需要解決的一大問題。深入探討網(wǎng)絡性能的分析，以及在仿真技術中的應用。網(wǎng)絡性能在當今是社會上對于仿真技術的應用，更多的實現(xiàn)了網(wǎng)絡中面臨的實際問題。在這個現(xiàn)代化的時代，網(wǎng)絡系統(tǒng)的性能分析和仿真技術，逐漸被關注并應用于更多的社會層面上。隨著對網(wǎng)絡技術的分析應用，這個時代確實需要更多的有關網(wǎng)絡體系的研究，關鍵的技術會廣泛應用，就比如仿真技術的應用在整個網(wǎng)絡上顯得格外重要。社會應該促進這一方向上更多的研究，求得更深入的了解。

［參考文獻］

［1］謝昌榮.計算機網(wǎng)絡性能分析與研究［J］.電腦知識與技術：學術交流，2006（8）：85-87.

［2］王春妍.計算機網(wǎng)絡數(shù)據(jù)交換技術探究［J］.云南社會主義學院學報，2013（6）：322.

［3］馮建茹，劉瑞芳.網(wǎng)絡性能測量的研究［J］.電信工程技術與標準化，2005（8）：75-78.

［4］杜煒，王行剛.網(wǎng)絡仿真在網(wǎng)絡性能指標評價中的應用［J］.計算機工程與應用，2003（18）：176-180.

Study on Network Performance Analysis and Evaluation Method and Its Computer Simulation Method

Lv Jinlong
（Department of information and Electronic Engineering， Henan University of Animal Husbandry and Economy， Zhengzhou450044， China）

Abstract：The network performance analysis and evaluation methods have many more applications, society is the computer simulation method. Because of the network in general， some technical methods to get social attention， for the related application benefts is also very obvious. The application of computer simulation technology in each stratum of society， has in-depth study of its application scope is also very extensive. Analysis and evaluation of the network performance, it provides society with more help, the system more complex tools skillfully applied in all sectors of society. The modern society needs at the same time with the network technology, so in order to comply with the development of the society, there will be more technology has been applied in the world the computer simulation technology. As of today is a technology of social recognition, but there are a lot of improper application. According to the evaluation of network performance and Research on meter Computer simulation technology to do more profound research, and play its value.

Key words：network performance; computer simulation; analysis method

作者簡介：呂金龍（1979-），男，河南鄭州，碩士，講師；研究方向：計算機應用技術，物聯(lián)網(wǎng)技術應用。