基于策略和主动网技术的系统响应时间研究

2 系统响应时间分析

本文提出的网管系统在管理上有两种方式：第一是事件管理处理方式，即某个节点中的软监测器发现了某个事件，并且能够由本地的LPDP仲裁决策，由EE马上执行策略而处理，处理后主动向NMS发送处理结果。这种管理方式由于是节点主动发起的管理，称之为节点主动式。第二是NMS主动向相关的节点发送主动包进行某项管理任务，如拓扑发现，或者是涉及到全局决策的管理任务，如路由改变等。这种管理方式由于是NMS主动发起的管理，称之为NMS主动式。

在此，暂不考虑节点的处理时间，而只考虑网络上主动包的传输时间。由于响应时间取决于网络上传输的数据流量和传输速率，所以先分析在执行管理任务时，网络上的传输流量。在使用的主动代码分发机制中，从代码服务器下载的主动代码可存储在节点本地的代码库中，以后可直接从本地调用，所以对于大量重复使用相同主动代码的管理任务而言，所需要的主动代码只在网络上传输一次，因此也不考虑下载主动代码的传输流量。

设在应用层上传输的数据流量为X，则网络上实际传输的数据流量为X′=α(X)+β(X)X，其中α(X)决定于网络传输的控制信息，β(X)决定于主动包的封装协议(我们使用ANEP)。则，则X′=λX。我们称λ为主动包的加权值。

2.1 节点主动式的系统响应时间分析

这种情况比较简单，此时的响应时间是指事件发生开始到NMS收到处理后的结果之间的时间。我们不考虑节点的处理时间，所以我们认为节点一经监测到某个事件，立即生成相应的主动包(包含处理的结果)上报给NMS。设X为上报主动包的数据量，NMS与节点之间的平均"跳数"为M，主动包的加权值为λ，则网络上的数据流量为Y=λMX。设网络传输速率为v，则响应时间为：。

2.2 NMS主动式的系统响应时间分析

这种情况较为复杂，为了方便分析系统的响应时间，清楚地表明该管理系统的主动包的传输情况，我们将主动包传输表示成如图1所示。主动包传输流程是：首先NMS产生一个包含有主动代码的主动包，该主动包指示完成某项管理功能；然后将该主动包发送到第一个节点上；节点中的EE解析主动包，从本地代码库或从代码服务器中调用指定的代码执行而实现管理任务；然后生成新的主动包(有完成管理任务的结果和原来的主动信包组成)，并将新的主动包分发到下一个节点，直到所有节点处理完成后，将最后生成的主动包上报给NMS。

此时的响应时间包括NMS发出主动包开始到NMS收到最后一个节点生成的主动包(包含所有节点完成管理任务后的结果)之间的时间。

系统的数据流量分成三个部分，第一部分是NMS发送的初始化主动包的流量，用YNMS表示；第二部分是节点之间传输的数据流量，用YNODE表示，第三部分是最终返回给NMS的主动包的流量，YNMS′表示。

设主动包的原始大小为X0，每个节点完成管理任务后的平均结果流量为X，被管节点的个数为N，NMS与节点之间的平均"跳数"为M则：

　　从上式可以看出，影响系统响应时间的参数有：节点与NMS之间的平均"跳数"M，被管节点的个数N，初始化的主动包大小X0，节点处理后的平均结果流量以及网络的传输速率v。下面通过实验具体分析节点与NMS之间的平均"跳数"M，被管节点的个数N，以及网络的传输速率v对系统响应时间的影响。

3 仿真实验结果

我们采用仿真的方法进行实验验证上述推导的响应时间。实验的网络环境是内部局域网，使用PC机仿真被管节点。在整个实验过程中，在网络上传输的全部是主动包。主动包的封装格式(暂不考虑安全方面的参数项)遵循ANEP协议，如图2所示。第一项是"ANEP报头"是遵循ANEP协议而封装，具体报文头可参见文献[7]；第二项是"主动代码指针"，指示应当调用的主动代码，该指针是一个全局标示符；第三项是"数据"，具体包括调用主动代码所需要的数据以及处理的状态数据和返回给NMS的结果数据，所以该项是变长的。实验过程中对节点发送"Ping"应用主动包，返回的结果是节点的IP地址和是否能够Ping通的状态标志。

首先，我们分析节点与NMS之间的平均"跳数"M，被管节点的个数N对系统响应实现的影响。分别实验了M为1，5，10的情况，实现结果如图3所示。本实现中，仿真的最大节点个数N为30，NMS发出的初始化主动包的大小X0为78 Bytes，节点处理后的返回结果大小X为6 B，网络的传输速率为10 Mb/s。

从图3可看出，当"跳数"M一定时，节点个数N对响应时间的影响交大，且当N增加到一定的个数时，响应时间呈加速的形式增加，从上述研究推导的公式子可以看出，响应时间是被管节点个数N的二次多项式函数。可见实验