网络测试与分析
一，網絡測試的必要性
如光纖或線纜的品質問題和連通性問題等導致的網絡故障
不斷增加的網絡用戶往往導致網絡負擔沉重
異常流量導致的網絡擁塞、門戶網站的系統崩潰
網絡設備超負荷運行，引起網絡性能下降，網絡各種故障頻繁發生
網絡受到攻擊和安全信息泄露
二，網絡測試的分類
當今的Internet包含了大量來自不同廠商的路由或交換設備，為了確保各不同廠商設備間的互通性，必須要求這些設備支持相同的協議或通信規范，并保證在設備之間實施協議的準確性。當網絡設備通過了一致性測試，就可以保證基本的正確性。
三，網絡測試的一般規則
在整體上可以從兩個角度認識網絡系統：
從下向上看，即從物理層向網絡應用層看；（傳統規則）
從上向下看，即從網絡應用層向網絡系統層看。
究竟從哪個角度認識網絡就要看使用者所處的位置（是網絡用戶、網絡管理者、維護人員還是高級管理者）。傳統上，人們都是從下而上地認識網絡。網絡測試強調從網絡的體系結構出發，按照網絡分層的思想，參照OSI及TCP/IP分層模型，自下而上地進行。
四，網絡測試的標準
IETF（Internet Engineering Task Force，互聯網工程任務組）成立了基準方法學工作組（BMWG，Benchmarking Methodology Working Group）
?該工作組以RFC文檔的形式提出了測量各種全局網絡技術性能的相關建議，以規范對各類網絡互連技術的性能測試。
五，網絡測試的發展
第一階段：1990年以前，網絡產品較少，并且網絡架構比較簡單，網絡測試僅限于驗證網絡設備的基本功能，可以說20世紀90年代以前基本上是網絡產品和數據測試儀表的“史前年代”
第二階段：1990~2002年，是網絡測試技術發展的黃金時期。隨著Hub等產品的成本不斷降低，組網易于實現，用戶數量不斷增多。網絡的下三層連通、匹配和性能問題成為網絡維護中故障的主要來源。線纜認證測試儀和網絡性能測試儀表以及協議分析工具和一致性測試工具開始出現。 這期間，關于網絡設備、網絡性能和網絡應用的測試技術基本形成了比較完整的體系，思博倫、福祿克等公司在這一時期不斷發展壯大。??? ?
第三階段：2002年以后，國際測試市場發展到了一個新的階段，其發展的走勢正面臨著一些比較大的變革。其特點是：
????? （1）測試對象從網絡層向應用層測試過渡。
????? （2）測試重點將轉向穩定性和可靠性測試。
????? （3）網絡的安全性測試得到重視。
????? （4）光纖被大量采用，促進了光測試設備的發展。
????? （5）網絡終端數量的不斷擴容帶動了無線測試設備的發展。
六，網絡測試重點
（1）測試應用才是網絡測試的真正意義所在。
?????? 傳統的網絡測試是網絡層，類似于丟包率、時延等指標的測試現在已經很成熟了。
??????? 測試的最終目的是要確保網絡能夠承載各種各樣的應用。
??????? 最終用戶可能不會關心某種設備下的丟包率，而是更注重網絡的應用，如“能否開展VOD（視頻點播）業務，能有多少用戶同時上線”等。
（2）可靠性測試和安全性測試。
?????? 對用戶來說，可靠性測試的重要性甚至超過性能測試。國內對這方面的測試方法研究還比較少。
?????? 安全功能的轉移給測試工作帶來很多新的課題，如安全和性能之間如何平衡等。
七，工具集
主要工具大致分類如下 ：
1. 物理電纜分析儀 ：萬用表 、電纜測試儀、時間反射儀、示波器、接地電阻測試儀等
電纜測試儀是常用的網絡測試工具，能夠測試電纜的連通性、開路、短路、跨接、反接、以及電纜的長度等各種參數。 常見的有DSP系列電纜測試儀。簡單地說就是檢測線路通不通
2. 網絡運行模擬工具
網絡模擬軟件的類型：
?? 開放源代碼的NS2
?? 商業化的大型仿真軟件OPNET? Modeler
?? 用于教學演示的Cisco? Packet? Tracer
3. 網絡測試儀
?1. 福祿克Fluke公司生產的OptiView Intergrated Analyze（OPV-INA）集成式網絡綜合分析儀。?OptiView可以進行7層分析、全自動IP? 配? 置、地址列表生成、數據包捕捉和解碼 、SNMP設備分析、流量分析 、千兆以太網測試、電纜測試。
? 2. 福祿克Fluke公司生產的網絡萬用儀。
? 3.思博倫公司生產的Spirent TestCenter。主要適用于網絡二到七層的測試
1U就是4.445cm
4.安捷倫公司生產的網絡測試儀Agilent N2X。
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網絡系統性能和網絡流量測試
1.概述
網絡是用來進行信息交互和資源共享的平臺，首先是能夠實現對應的功能。不同的功能所依據的協議不同。
如電子郵件的發送使用了SMTP、TCP，通過IP協議下的某個動態路由協議（算法）、ARP和IEEE802.3i等協議，使用了計算機、交換機、路由器、對應拓撲的網絡介質等硬件和設備資源，才完成從主機到主機的郵件傳遞。
2.檢測哪些方面
1.從實現對應應用的功能而言，網絡的測試應從支持應用的各層協議開始，逐一檢測各協議的支持與參數的配置情況，從而保證對應應用的正常運行。當網絡中某個組成失效時，網絡管理器必須迅速查找到故障并及時排除。
保證對應應用的正常運行，網絡的檢測首先是可用性檢測。
2.應用能實現、服務能支持只是最基本的功能的完成，完成的好壞、最大支持能力或容限是多少？
信息傳遞的所用時間、傳遞的速度與容量、可傳遞信息的內容類型與大小、傳遞中的安全性、可靠性與傳遞質量，這些參數直接體現網絡的好壞，反映出網絡的性能。
在可用性基礎上，首要的就是網絡的性能檢測。
3.保證了可用性，又有了網絡性能的檢測，那么，實際網絡的運行情況如何？
實際運行的網絡系統不是一個單一的系統，存在著多用戶并發、多協議同時運行、多功能一起支持等復雜情況。
使用相應的工具軟件，利用對應儀器和設備的支持，實現對系統實際運行情況的檢測和分析。
網絡的可用性檢測順序：
由低到高逐層檢測能夠反映出網絡較完整的狀態信息，而且每層的檢測都有前層檢測結果作為依據，所以選擇從最低層開始。
一般設備廠商都會提供兩個層次的檢測方法：
1. 網絡接口和線路狀態的檢測。???? 各個網絡設備都是通過接口與介質相連。接口的機械、電氣光學特性都已經有了相應的規范。
這些規范既保證了不同廠家產品通過介質進行互連，又給接口提供了檢測的標準和依據。
V.24規程（廣域網物理層規定的接口標準）規定的接口電氣特性須符合EIA/TIA-RS-232（也稱DB9）電氣標準。
DB9的常用信號腳說明
RXD 接收數據
TXD 發送數據
DCD 載波檢測
DTR 數據終端準備就緒
DSR 數據準備就緒
RTS 數據請求發送
CTS 清除發送
GND 信號接地
RI 振鈴提示
數據收發引腳TxD和RxD的邏輯1電平為-3V至-15V，邏輯0電平為+3V至+15V。RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制信號：
信號有效（接通，ON狀態，正電壓）=+3V～+15V
信號無效（斷開，OFF狀態，負電壓）=-3V～-15V
控制信號常被用來對當前鏈路情況進行檢測和管理。即各設備生產廠商都是依據這些標準和規范來設計接口和針對介質接口的檢測方法。
常見的檢測結果表達方式有：
LED狀態指示燈??????? 在網卡、交換機和路由器這些網絡節點設備的介質接口上，一般都配置有LED指示燈。通過狀態燈的提示情況，就可以反映出線路接口與網絡鏈接的連通性問題，從而簡化網絡維護的難度。亮與不亮，指示燈的顏色等。
如果沒有網絡設備的支持，對于簡單的通斷檢測也可以使用簡單的工具進行初步的檢測來完成。
雙絞線的簡易檢測（LED閃爍的順序判斷）
對于同軸電纜、雙絞線等導電介質也可使用萬用表來判定通斷。將介質的遠端分別置成開路或短路狀態，再用萬用表測試本地端對應的電阻情況，以確定介質是否連通。
對于光纖的簡易連通檢測可以使用激光筆照射光纖一端，同時檢查另一端有無光點出現。但此方法因光纖太細，在背景亮度大、光纖本身衰減過大時容易出現判斷失誤。
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運行參數顯示方式????
可網管設備對接口及線路的檢測結果也能通過顯示運行參數的方式體現出來。這種方式需要通過對相應設備使用操作命令來完成。
如路由器可在特權模式下使用命令“show interface 端口”如：show? interface? s0，直接查看對應連接的端口情況：
觀察端口和線路狀態是UP還是DOWN，當然也會看到端口和線路的其他情況，以此確定該端口和線路的可用性。
2. 基于因特網控制消息協議ICMP協議的網絡節點的連通性檢測，對于高層應用可以通過其他手段來完成對應的可用性檢測。
1.2 網絡故障診斷
網絡通信故障診斷（Ping）
若執行Ping成功，只能保證當前主機與目的主機間存在一條連通的物理路徑。若不成功，則故障可是????? 網線不通、網絡適配器配置不正確或IP地址不可用等。
Ping命令格式（windows）
ping [-t] [-a] [-n count] [-l size] [-f] [-i TTL] [-v TOS] [-r count] [-s count] [[-j host-list] | [-k host-list]] [-w timeout] target_name
-t，表示連續測試，此時按Ctrl^c或者Ctrl^Break鍵可以中斷測試。
-n count時，count代表發送的請求數。
-l size時，size為發送的載荷大小（單位：字節）
網絡故障可能由許多原因引起，如本地配置錯誤、遠程主機協議失效、設備故障等，如何用ping命令診斷網絡故障？
（1）Ping 127.0.0.1，127.0.0.1是回環地址，目的就是檢測本機的回路是否正常，如果不正常說明本地的TCP/IP協議沒有設置好。
（2）Ping本機IP地址，如果沒有應答，則表示本地配置或安裝存在問題。局域網用戶可斷開網絡電纜，然后重新發送該命令。如果網線斷開后本命令正確，則表示另一臺計算機可能配置了相同的IP地址。
（3）Ping本網其他主機IP地址，這個命令經過網卡及網絡電纜到達其他主機，如果收到0個應答，表示子網掩碼不正確、網卡配置錯誤、或電纜系統有問題。
（4）Ping網關IP，如果得到應答，表示局域網中的網關路由器正在運行，說明和局域網可正常通信。
（5）Ping遠程IP地址，檢查本網或本機與外網的連接是否正常。
（6）ping www.xxxx.com，即ping域名，如果出現故障，則表示本機DNS的IP地址配置不正確，或DNS服務器有故障。
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網絡接口故障診斷 （IPConfig） 此命令可以檢查網絡接口配置。 當使用IPConfig時不帶任何參數選項，則IPConfig實用程序將為每個已經配置了的接口顯示IP地址和子網掩碼。如果已經分配了默認網關，那么默認網關也將被顯示。如果存在重復的IP地址，則IPConfig實用程序將指出該IP地址已經配置了，且子網掩碼為0.0.0.0。
不帶參數的Ipconfig命令為每個已經配置了的接口顯示IP地址、子網掩碼和缺省網關
使用/all查看配置與不帶參數的用法相比，它的信息更全更多，如IP是否動態分配、顯示網卡的物理地址等。
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網絡整體狀態統計 （Netstat）
?Netstat程序有助于用戶了解網絡的整體使用情況。它可以顯示當前正在活動的網絡連接的詳細信息，例如顯示網絡連接、路由表和網絡接口信息，得知目前總共有哪些網絡連接正在運行。
-a：顯示所有活動的TCP連接以及計算機偵聽的TCP和UDP端口
-p proto：顯示通過proto參數指定的協議的連接。proto參數可以是TCP、UDP或IP協議
-r：顯示本機路由表的內容
網絡路由故障診斷 （Tracert、Pathping）
當數據包從源計算機經過多個網關傳送到目的地時，tracert（跟蹤路由）命令可以用來跟蹤IP數據包訪問目標所采取的路徑。
不帶參數的tracert命令，它把數據包所走的全部路徑、節點的IP以及花費的時間都顯示出來。
?Pathping命令是一個路由檢查工具，它將Ping和Tracert命令的功能和這兩個工具所不提供的其他信息結合起來。
? Pathping在一段時間內將多個回響請求消息發送到源和目標之間的各個路由器，然后根據各個路由器返回的數據包計算結果，確定可能導致網絡問題的路由器或鏈接。
Pathping的功能就是監視數據包在傳輸中經過的網絡路徑
1. Sniffer嗅探技術原理?
使用Sniffer 診斷網絡
Sniffer即嗅探器的英文寫法，采用sniffer工具可以對網絡中的所有流量一覽無余。
?????? Sniffer工具實際上就是一個網絡上的抓包工具，同時還可以對抓到的包進行分析。
?????? Sniffer工具利用以太網的特性把網絡適配卡（NTC，以太網卡）置為混雜模式狀態，一旦網卡設置為這種模式，它就能接收在網絡上傳輸的每一個信息包，而不論其目的地址是否是它。
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總結
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