EPON测试仪表中网络测速软件的设计与实现

EPON测试仪表中网络测速软件的设计与实现 长江大学学报自科版 年月号理工上旬刊第卷第期 . .,. 测试仪表中网络测速软件的设计与实现 涂继辉 长江大学电子信息学院,湖北荆州 汤元斌 四文理学院现代教育技术中心,四达州 邹学玉 长江大学电子信息学院,湖北荆州 摘要为了满足测试仪表对网络速率测试的需要,设计了一款基于的网络测速软件。该软件 不仅具有准确的测试网络链路的速度,而且还有方便的操作界面和良好的可视化显示环境。从测试结果可 以看出,该软件测试网络速率的结果准确,性能稳定,对于实际网络维护和检测具有重要的实用价值。 关键词;;网络速率 中图分类号. 文献标志码 文章编号??一 以太网无源光网络 ,是将以太网技术与无源光网络 ,技术结合,其目标是用最简单的方式实现一点到多点拓扑结构的干兆以太网 光纤接入网络。随着技术的普及和推广,已经大规模应用于电信运营城市和农村的宽带接 入,因此网络终端设备开通和维护的综合测试仪表对于网络的维护具有重要的实用价值。 目前能够进行网络的测速软件较多,归纳起来分为类:一类是网络命令附带具有网络测速功能, 如命令等,此类软件虽具有测速功能,但是测速效果不佳,并且还不具备良好的操作界面、实时 显示和统计结果的功能;另一类是基于下的网络测速软件,该类软件虽然具有良好的操作界 面和基本的速度实时显示统计功能,但一般很难脱离的环境集成在专门的网络维护仪表上。 为此,笔者提出了一种利用测试网络速度的软件。 网络测速原理 网速是衡量计算机网络性能很重要的指标之一,是指网络 通信线路所能传输数据的能力,也就是熟称的带宽。图为网络 钆 中时间传输数据包的曲线图,瞬时网络速度表现为曲线上某 圃 冁 辐 时间点切线的斜率值,可以用一竿表示,网络在某一时段 的平均速率可以用公式可表示。笔者采取的是采用近似的方 时间/ 法计算瞬时速率,即计算实际速率值在极短时间内的上传或者下 图网络数据包和传输时间关系图 载数据包变化量,用数据包的变化量除以所经历的时间,其结果 就为网络在该时刻的实时速率;用一段时间里数据包上传或者下.。 载的总量除以所需要的时间就是网络的平均速率。 文件传输协议 ,是/协议组中的协议之一,工作在网络的应 用层,是常用的网络文件传输协议,用户可以通过该协议把文件上传到远程计算机上,或者把文件从远 程计算机上下载到本地计算机。测速软件利用协议传输文件的过程中,通过获取在某个较小的时 间传输文件变化量,计算出网络的实时速率;通过获取整个文件传输所需要的总时间,计算出网络的平 均速率。 收稿日期?? 基金项目湖北省教育厅科研项目。 作者简介涂继辉一,男,硕士,讲师,现主要从事信号与信息处理、计算机网络方面的教学与研究工作。 万方数据年月 理工上旬刊计算机科学与电子信息工程 系统的总体设计 该软件所在的硬件平台配置是 芯片/内存//天 .寸液晶屏。 笔者设计的软件是嵌入在测试仪表 选择文件 后进行文件的上传和下载来得到测试链路的网 . 篇黧至黧翼翥鬈黧咩岬 络速度。整个软件总体结构女日图所示,主要 赢 翥氐.?簦兰髑完毕 二二二二 二:二二 示模块和统计模块 祟主器鬻薯萎瑟妻嚣耋羹徽牺盛 个部分组成。整个软件通广曼兰 /?章输 进乒卅 过消息事件进行控制和管理,在传输文件过程巳型 妻卜/ .眄稠 中,利用定时器每隔一定的时间向前台显示模广?选择文儿 苎墨竺兰竺 块通报实时传输文件的大小和速率,前台通过 图系统总体结构图 曲譬和芒度条实时显示。笔者设,的软竺?尹基 具体实现 . 连接模块 在进行文件传输之前首先要与服务端之间建 立连接,建立一条文件传输逻辑通道。连接建立又 分为控制连接建立与数据连接建立个阶段:第阶段建立 的连接是控制连接,控制连接用于发送命令,接受 的应答。在控制连接建立之后,第阶段将进 入建立数据传输连接阶段,在数据传输连接建立之后, 客户端就可以与服务端进行文件的传输了。支持 主动模式模式和被动模式模式种 工作模式。 该软件的设计是利用了下的类来进行服 务器的连接,如图所示。首先与服务器连接,然后 发送登陆服务器的用户名和密码,等待服务确认,当确认成 功,客户端就和服务器之间链路建立完成。. 图 建立连接的圈 .网速计算模块 网速计算模块是软件的核心模块,流程如图所示。它主要需要检测文件传输 过程中的实时网 速、最大网速、最小网速和平均网速。在极短时间内得到文件上传或者下载 的大小,就可以近似计算出 网速。笔者利用中的定时器来设置一个时间作为极短时间,当定时时间到了, 就得到该段时间内上 传或者下载文件的大小,利用此改变的大小除以定时器的时间,就得到该时刻的实时网速,同时用该网 速与上一个时刻的最大网速和最小网速比较,来更新该时刻网络的最大网速和最小网速。该软件采用 作为一次速率计算的统计时间段。 .实日寸显示模块 程序主要通过事件进行驱动,该软件通过绘屏事件进行屏幕的显示。每当产生一个新的实时速 率,就触发事件函数进行实时显示网络速度。如果采用一般的实时绘图方式,即绘制一次, 刷新一次屏幕的方式,会引起整个图像的闪烁。因此在用绘制图像时应该采用双缓冲技术,即在内 存中创建一个与屏幕绘图区域一致的对象,先将图形绘制到内存中的这个对象上,再一次性将这个对象 上的图形拷贝到屏幕上,这样能大大加快绘图的速度,并且避免图像的闪烁。 万方数据 第卷第期 涂继辉等:测试仪表中网络测速软件的设计与实现 .统计模块 统计模块主要是当上传下载结束后,统计出链路 的最高网速、最低网速和平均网速。最高网速和最低 网速数据传输的过程中已经实时统计出来,平均网速 根据上文的公式利用传输的数据包总数除以传输时间 即可得到,通过一个对话框在数据传输结束时显示出 统计的速度。 .软件的移植 由于软件需要在的网络测试仪上运行,因 此在开发应用程序需要移植到的网络测试 仪的开发板上。移植的步骤如下:建立目标机交 叉编译器的编译环境;交叉编译.并设置. 的环境变量;交叉编译的.环境下编译网络测速 软件;通过串口将编译成功的网络测速软件烧录在 测试仪的开发板上。 测试结果与分析 .测试环境 测试是在局域网中进行,网络结构如图所示。 服务器为...,端口默认为。 图网速计算流程图 测速软件集成在仪表中,启动界面如图 所示。笔者在另外一台上安 ??????????????? 蝴豳?醯 装了软件,和笔者设 服务器 : 计的测速软件进行对比,起 到验证速率准确性的作用。测试 分为步进行:首先进行下载测 ?‘ ???~时.一 试,然后进行上传测试。 ::?一。一? ,??客币丽葡订 ,。。。一.面一‘一矗。,些垡里 .测试结果 一??二囊碗砸两瞄一 谏塞 :::篡砸套誓一?实群输 上传测试 选择的文件 蠢??豳簟???黛“.卜一 是.,文件大 .等“”””。,嚣:”:“:弋本地目录? “ 小为.。图为测 。。~一 黜:墨鉴黧卜???一 表 速软件和软件上传同 一个文件时的实时上传速度和上 图 测速软件的界面图 图测试网络结构图 传速率波形图。图为测速 软件和上传完成后的文件信息、平均速度以及耗时。 曼塑耋墨?.至:坐:.翌 墅:苎:罂 ;』墅毫:?璧。;矗坠型:竺;竖 测速软件 ?软件 图上传实时速度和速率波形图 下载测试.,文件大小为。图为测速软件和同时 下载同一个文件时的实时下载速率和速率波形图;图为测速软件和下载完成 后的文 万方数据