《网络性能测试与分析》教学大纲.docx

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1、网络性能测试与分析课程教学大纲一、课程基本信息开课单位计算机学院课程类别课程名称网络性能测试与评价(Network performance test and evaluation)课程编码开课对象网络工程专业学生开课学期学时/学分总学时：36 理论课学时：28 实验课学时：8先修课程数据通信与计算机网络、操作系统、程序设计基础课程简介：网络性能测试与分析技术详细介绍了网络性能的测试内容和测试方法，注重理论与实践 的结合。全书分为上、下两篇。上篇介绍网络测试理论，包括网络测试概述、第二层以太网 测试、第三层网路测试、IP路由测试、第4-7层网络性能测试、网络安全性能测试和网络服 务质量测试的基础

2、理论和测试方法学；下篇为网络测试实践，由14个实验组成，包括最具代 表性的测试仪表的配置使用、网络各层主要性能指标的测试实验。通过网络性能测试与分析 技术的学习，使学生掌握网络性能测试的基本方法以及网络性能的指标，培养学生解决实际 网络问题的能力。二、课程教学目标网络性能分析与测试对网络性能管理和运营维护是至关重要的。本课程是以培养“网络工 程师”或“网络架构师”为目标的“网络工程”专业（专业方向）重要的专业课。通过本课 程的学习，学生应该能够掌握有关二层以太网、三层IP的转发性能、路由协议、四到七层、 网络安全和网络服务质量的测试理论和测试方法，使学生具有掌握测试设备的使用、测试方法 的制定

3、和测试结果的分析的能力，并在该方面达到网络从业人员中的工程师水平。三、教学学时分配网络性能测试与评价课程理论教学学时分配表章次主要内容学时 分配教学方法或手段第一章网络性能测试概述2讲授法第二章二层以太网的测试6讲授法第三章三层IP的转发性能测试6讲授法第四章路由协议的测试6讲授法第五章四到七层测试4讲授法第六章网络安全测试2讲授法第七章网络服务质量测试2讲授法TCP、 UDP连接Connection的概念 （3）应用层与应用层协议：（15分钟）WWW 与 HTTP 事务Transaction的概念第三节网络47层测试的性能指标 （1）决定传输质量的TCP层面指标（15分钟）最大TCP连接建立

4、速率 最大TCP连接拆除速率测试方法并发TCP连接容量本章习题要点：理解网络47层的主要技术，理解网络47层测试的性能指标。第六章网络安全测试（2学时）（-）教学要求通过本章内容的学习，理解网络安全测试的必要性，理解网络安全的基本概念，理解网络 安全性能的主要技术指标，掌握网络安全性能测试的方法学。（二）教学重点与难点教学重点：理解网络安全的基本概念，理解网络安全性能的主要技术指标，掌握网络安全性 能测试的方法学；教学难点：理解网络安全的基本概念，理解网络安全性能的主要技术指标，掌握网络安全性 能测试的方法学。（三）教学内容第一节网络安全测试的必要性 网络结构变化带来的安全隐患对企业而言，没有

5、绝对安全的网络，如何折中 网络安全测试是网络47层测试的关注点第二节网络安全概述 网络安全的基本概念常见网络安全问题 常见的网络安全技术常见的分布式拒绝服务攻击第三节网络安全性能的主要技术指标防火墙的主要技术指标 IDS的主要技术指标IPS的主要技术指标第四节网络安全性能测试的基本方法基础环境测试 防火墙压力测试防火墙性负载性能测试 测试方法学在Spirent TestCenter上的实现本章习题要点：物联网与智能处理技术的关系；遗传算法、粒子群算法、人工蚁群、免疫系统、神 经网络以及Agent技术等知识。第七章网络服务质量测试（2学时）（一）教学要求理解网络服务质量的概念，理解QoS相关的策

6、略与技术，掌握QoS测试的基本概念，. 掌握网络服务质量测试方法，理解QoS相关的策略与技术。（二）教学重点与难点教学重点：掌握QoS测试的基本概念，.掌握网络服务质量测试方法，理解QoS相关 的策略与技术；教学难点：掌握QoS测试的基本概念，.掌握网络服务质量测试方法，理解QoS相关 的策略与技术。（三）教学内容第一节网络服务质量测试（1） Qos测试的必要性（15分钟）Qos应用需求，引出第三层测试的必要性（2） Qos概述（25分钟）Qos 的基本概念端到端Qos保证Qos服务模型（40分钟）综合服务模型第二节Qos服务模型 网络安全的基本概念常见网络安全问题 常见的网络安全技术常见的分

7、布式拒绝服务攻击 第三节Qos中的队列调度与管理技术 队列调度与管理概述常见的队列调度技术 主动队列管理技术第四节Qos测试方法学 Qos性能指标测试方法和内容Qos性能评价的新发展本章习题要点：掌握QoS测试的基本概念，.掌握网络服务质量测试方法，理解QoS相关的策略 与技术。五、教学方法或手段本课程目前采用课堂讲授、案例教学、操作实践等教学方法与手段、积极探索将传统教学 与现代化教学手段相结合的教学模式，并运用现代信息技术、网络技术等手段改革传统的教学思 想观念、教学方法和教学手段。六、考核方式及评价要求本课程是信息与网络工程学院网络工程专业重要的专业拓展课程，具有很强的理论性和实 践性，

8、涉及的概念和技术很多，在教学过程中，安排课后作业应侧重基础知识的掌握、通过分析、 设计的训练，以巩固和加深对所学理论的理解。用课堂讨论和答疑来活跃学生思维，解决同学疑难 问题，培养学生兴趣。期末总成绩包括实验成绩、平时的作业、考勤和课堂讨论及期末考察成绩。上机实验和实际操作实验相结合，使学生从原理到应用对物联网有理性和感性认识。帮助学生对基本概念、基本原理和技术的理解与掌握。考核内容评价标准及要求权重出勤和课堂情况1.评价标准：按时上课，不得无故缺席，上课勤做笔记，积极回答问题10%作业1 .评价标准：能正确解答问 题，提出正确、合理的解决方 法、见解。2 .要求：能灵活运用所学知 识、方法，

9、查阅资料，独立、 按时完成作业。10%上机实验1 .评价标准：实验态度，实验报告的规范性、数据分析的准 确性和回答实验思考题的正 确性。30%期末考核期末考核采取考察形式，要求：解答问题准确清晰50%期末考试方式开卷口闭卷口课程论文口实操口七、教材及教学主要参考书推荐教材：1林川.网络性能测试与分析M.高等教育出版社，2009.2伯纳德（法）著；王玲芳，冯玉芬译.网络性能分析原理与应用M,机械工业出版社，2013.参考书目：1林川.网络性能测试与分析M.高等教育出版社，2009.2伯纳德（法）著；王玲芳，冯玉芬译.网络性能分析原理与应用M.机械工业出版社，2013.八、说明此部分可做一些补充说

10、明，若无需说明则可省略该项。合计28健论学时包括讨论、习题课等学时。网络性能测试与评价课程实验内容设置与教学要求一览表序号实验项目名 称实验内容教学要求学时分配实验类别实验类型每组人数1RFC2 889 以 太网转发性 能测试用测试仪表向 导(Wizard) 功能进行以太 网单向和全网 状最大转发速 率测试的基本 技能理解交换机转发性能测试的主要 技术指标。掌握RFC 2889以太网最大转发速 率测试的设计思想与基本方法。掌 握运用测试仪表向导(Wizard)功 能进行以太网单向和全网状最 大转发速率测试的基本技能。4必做验证12RFC 2544IP 吞吐量测试用户以一个 用户定义的恒 定速度

11、发送， 然后通过二分 查找算法找到 一个不丢包的 速率。结果是 在不同的帧长 下每秒的吞吐 量。(1)理解吞吐量的含义(2)掌握步进法测量吞吐量的方 法(3)掌握二分法测量吞吐量的方 法4必做设计1四、教学内容和教学要求第一章网络工程概述(2学时)(-)教学要求了解课程的开设背景、性质、特点与任务，说明教学要求，掌握网络测试的分类，掌握测 试方法学的基本内容，理解影响网络测试的主要因素和制定测试方案的流程，了解相关的RFC文 档和测试方法学工作组BMWGo教学重点：掌握测试方法学的基本内容;教学难点：掌握网络测试的分类。（三）教学内容第一节网络测试的必要性 从网络速度的极大提高、通信业务的统一

12、引出网络测试的重要想和必要性第二节网络测试的基本概念和时间 网络测试的概念典型的两种网络测试方法 网络测试贯穿网路产品的生命周期和网络建设周期。第三节网络测试方法学概述网络测试方法的含义 网络测试相关的RFC文档网络测试的分类 性能测试的一般规则系统的网络测试方法本章习题要点：掌握网络测试的分类，掌握测试方法学的基本内容。第二章以太网测试（6学时）（一）教学要求理解二层测试的必要性；回顾以太网技术要点；掌握以太网测试的主要技术指标；了 解以太网测试的RFC文档，掌握以太网测试方法学。（二）教学重点与难点教学重点：掌握以太网测试的主要技术指标；教学难点：以太网测试的RFC文档。(三)教学内容第一

13、节第二层测试的必要性 回顾第二层的功能及地位，引出第二层测试的必要性第二节第二层网络技术概述 共享以太网与交换以太网以太网帧结构 以太网交换机的工作原理交换机的体系结构 交换机的转发方式第三节决定交换以太网性能的主要技术指标 负载转发速率 丢帧率吞吐量 突发。第四节第二层网络测试(1)决定交换以太网性能的主要技术指标地址处理错误帧过滤 流量隔离广播拥塞控制线端阻塞背压前压（2）二层以太网测试相关的RFC文档RFC2285 中的基本术语非网状流量、部分网状流量和全网状流量期望负载、提交负载、最大提交负载、过载RFC2889 简介（3）二层以太网测试的基本方法测试方法及基本内容测试设置中的二层地址

14、学习测试帧的长度选择全网状吞吐量、丢帧率和转发速率测试方法（4）二层以太网测试的基本方法部分网状一对多/多对一吞吐量、丢帧率和转发速率测试前压和最大转发速率的测试传输控制层面功能或性能测试的设计思路拥塞控制功能的测试地址容量测试 地址学习速率测试 错误帧过滤功能的测试广播帧转发性能的测试本章习题要点：掌握以太网测试的主要技术指标；了解以太网测试的RFC文档，掌握以太网测试方 法学。第三章三层IP的转发性能测试（6学时）（一）教学要求掌握IP协议以及1P报文在路由器中的转发流程，理解路由器的体系结构，掌握第三 层网络性能的主要指标，掌握基于RFC2544的网络转发性能测试方法。（二）教学重点与难

15、点教学重点：握第三层网络性能的主要指标；教学难点：握第三层网络性能的主要指标。（三）教学内容第一节第三层测试的必要性 回顾第三层的功能及地位，引出第三层测试的必要性第二节第三层网络技术概述 IP协议路由器的组成 路由器的体系结构路由器的工作原理 路由器的类型第三节决定第三层网络型的主要指标 数据转发层面相关的指标控制层面相关的指标第四节第三层网络性能测试的基本方法本章习题要点：握第三层网络性能的主要指标，掌握基于RFC2544的网络转发性能测试方法。第四章路由协议的测试（6学时）（一）教学要求掌握路由与路由协议的基本概念、理解OSPF的工作原理，掌握路由协议测试基本概念，.掌握OSPF路由测试

16、，掌握路由容量、路由收敛及路由震荡的测试方法。（二）教学重点与难点教学重点：掌握路由协议测试基本概念，掌握OSPF路由测试，掌握路由容量、路由收 敛及路由震荡的测试方法；教学难点：掌握路由协议测试基本概念，掌握OSPF路由测试，掌握路由容量、路由收 敛及路由震荡的测试方法。（三）教学内容第一节IP路由测试 （1） IP路由测试的必要性（30分钟）c）路由与路由协议概述 d） IP路由测试的必要性（2）路由测试的基本概述（30分钟） 路由器的控制层面和数据转发层面路由器控制层面的主要指标路由测试的基本方式(3)三层路由测试相关的RFC文档与测试术语(25分钟) 路由容量、路由震荡等相关术语RFC

17、文档 (4)小结(含布置作业，5分钟左右)第二节OSPF协议 OSPF协议概述OSPF基本组成 OSPF路由器类型OSPF链路的类型 OSPF分组类型OSPF分组 HELLO协议LSA OSPF协议工作过程第三节 三层路由测试的基本方法 OSPF路由协议相关测试路由容量的测试 路由震荡测试方法路由收敛测试方法本章习题要点：掌握路由协议测试基本概念，掌握OSPF路由测试，掌握路由容量、路由收敛及路 由震荡的测试方法。第五章四到七层测试（4学时）（-）教学要求理解网络47层的概念，理解网络47层测试的必要性，理解网络47层的主要技 术，理解网络47层测试的性能指标，了解网络47层测试相关的RFC文档及其重要概 念。（二）教学重点与难点教学重点：理解网络47层的主要技术，理解网络4,层测试的性能指标；教学难点：理解网络47层的主要技术，理解网络47层测试的性能指标。（三）教学内容第一节网络47层测试的必要性 （1）网络第47层的概念（5分钟）OSI/RM理论模型和TCP/IP模型的对比 （2）网络47层测试的必要性（15分钟）网络结构的复杂化 现实应用中遇到的问题实际例子 （3）网络4,层测试的关注点（7分钟）（4）网络47层测试与网络2、3层测试的区别（8分钟）第二节网络47层的主要技术（1）网络47层在TCP/IP模型中的对应层（5分钟） （2）传输层与传输层协议（10分钟）