電子科技大學通信學院綜合實驗設計指導書網絡流量監測與分析班 級 學 生 學 號 教 師 【實驗名稱】網絡流量監測及分析【實驗目的】1、觀察網絡中出現的各種數據包的結構，封裝格式，掌握數據包的分析方法。通過分析數據包格式，結合網絡課程所學知識，達到驗證所學，學以致用的目的。2、了解流量監測的基本方法和采樣統計分析過程；掌握流量監測中的采樣方法，包括選擇監測采樣技術，如何設置采樣點，選擇采樣時間以及采樣數據存儲區大小的設定等3、分析監測到的網絡流量，并做出分析報告。通過從不同的角度對數據進行分析，得到實驗結論和利用網絡知識解釋分析流量變化原因。例如，可從以下角度：數據鏈路層：廣播、單播，分析廣播風暴；報文長度，分析各種長度報文所占比例，計算報文平均長度等。網絡層：源和目的；分析內外網進出流量，分析焦點節點流量比例及變換情況；分析ICMP報文，網絡開銷比例等。傳輸層：分析面向連接協議與面向無連接協議的使用情況。應用層：分析各種典型應用的使用情況。主要的分析方法可以用到：流量隨時間變化曲線，及對高峰低谷數據的分析；分析各成分在流量中的比例，及隨時間變化曲線等；求平均值及比較各成分均值。【實驗要求】1、實驗者在了解實驗目的后，自行設計監測計劃，和按計劃取得數據。自己制定數據分析方法和分析角度，得出實驗結論。2、完成至少4種類型的數據包的分析，列出每個字段的含義。除了給出該字段的數值外，還要指出字段值表達了怎樣的信息。3、做出全天數據總流量變化圖。4、至少從3種不同角度對流量進行分析。5、完成整個監測計劃中每天流量變化的比較分析分析的重點不是各項統計數據本身，實驗者需要完成對這些數據值的大小、關系、變化趨勢等方面的進行分析和評價，進一步得出網絡流量特點的結論，并嘗試揭露形成相應特點的原因。【實驗原理】1、設置監測點在網絡中不同的位置設置監測點，監測結果和結論將有很大差別。如在網絡內設置監測點可以觀察網內通信的情況，在網間設置檢測點則主要觀察數據進出網絡的情況。由于監測目標的子網內采用了交換機，網內監測將很難觀察通信情況，本設計將主要觀察網間通信，將監測點設置在通信學院二級子網與校園主干網相接的線路上。校園主干網通信學院二級子網RouterBay 350監測點2、網絡監測方法：（1）利用HUB進行監測：集線器（HUB）本質上是一個多端口中繼器，即從任何一個工作站傳輸的數據都被HUB接收，并在其他所有端口上轉發。我們可以利用集線器的這種總線特性，在監測點放置一個集線器，集線器上的兩個端口分別接被監測線路的兩端，利用第三個接口，接入監測機，觀察經過被監測線路上的數據。RouterBay 350監測機HUB利用集線器監測的主要缺點是：被監測線路傳輸速率為100Mbps，而集線器多工作在10Mbps，將使被監測線路降速；此外，如果監測機也在主動發送發送數據，將對被監測線路造成干擾。（2）防火墻方式可在監測機上設置兩張網卡，分別接被監測線路兩端，在被監測線路上的數據就要經過監測機。該方式與防火墻的工作原理一樣。RouterBay 350監測機本方法的優點是可以工作在100Mbps，并保證所有的數據都能被監測到。但被監測線路受監測機性能影響很大，監測機即要緩存所有的數據，又要不斷轉發，如果監測機性能較低，將直接造成線路降速。（3）Monitor方式部分品牌的交換機具有Monitor功能，可以將某個端口的數據同時拷貝一份到映象端口。我們在本設計利用Bay350交換機的這項功能，將交換機上與通信學院連接的端口上進出的數據復制到監測端口，達到監測目的。RouterBay 350監測機Monitor本方法的優點是：不會改變網絡拓撲，不對被監測線路造成影響。缺點是：僅有部分廠商的產品支持這一功能；在監測全雙工端口時，如果雙向數據流量之和超過100Mbps，則監測機將無法準確監測。3、監測機在監測機上將網卡的全接收功能打開，它可以接收所有數據并存盤和分析。監測機的內存大小和CPU的性能都會影響從網卡讀取數據的速度，一旦監測機無法及時從網卡讀取數據，將造成丟包，影響監測的準確性。但是不能為了節約內存而將采樣時間減小，如果采樣時間過小，如小于10秒，則樣本值并不能反映正確的流量。4、監測軟件：實驗中使用sniffer軟件來監測數據，該軟件還能對樣本進行初步的統計分析。實驗者可以充分利用軟件的統計功能獲得各項數據，實驗者重點需要完成對這些數據值的大小、關系、變化趨勢等方面的分析，以得出網絡流量特點的結論，并嘗試揭露形成相應特點的原因。【實驗方法】在選定的監測點；利用交換機的Monitor功能和監測軟件獲取監測數據；多次監測，進行采樣、統計、比較和分析。【實驗進度安排】總時間為兩星期，共10天。第一天，了解設計任務要求、熟悉實驗環境，分組及推選組長