IP网络FTP服务性能监测工具设计
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密 惠 保
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资料介绍：
摘 要
在当今信息社会，以国际互联网（Internet）为主要特征的信息基础设施正在改变人们的生活方式,资源共享已经成为人们生活的迫切需要。文件传输是信息共享的一个重要内容，FTP（File Transfer Protocol文件传输协议）自然而然成为网络间交互的重要协议。与大多数Internet服务一样，FTP也是一个客户机/服务器系统。用户通过一个支持FTP协议的客户机程序，连接到在远程主机上的FTP服务器程序。用户通过客户机程序向服务器程序发出命令，服务器程序执行用户所发出的命令，并将执行的结果返回到客户机。
随着 Internet/Intranet 技术的迅速发展，许多公司、企业和网站建立了不少基于 FTP的应用系统。一般地，在设计开发 FTP 应用系统的时候，很难模拟出大量用户同时访问系统的实际情况，使得系统投入使用以后，当遇到访问高峰时，容易发生服务器响应速度变慢甚至服务中断。为了避免这种情况，需要一种能够真实模拟多用户访问 FTP服务器的工具程序，当服务器程序在设计开发阶段时，使用这一工具对 程序进行性能测试，及时发现 FTP应用程序的服务瓶颈，以便采取相应的措施。
论文分别从程序的设计思想和关键技术着手，阐述了该FTP测试工具的设计过程并提供出测试数据。 本文来自think58
关键字：FTP协议,客户端,性能测试 [版权所有：http://think58.com]
1.2 研究现状和发展趋势
目前，IP网络性能监测的关键技术有：1. 网络性能参数的采集方法 ，2. 网络性能测量点的布置与管理，3. 网络性能的采样测量技术。
网络服务性能监测技术实际上包括两个部分，一个是性能测量，一个是性能控制与调整。目前，对于网络服务性能测量技术的研究越来越受重视，但是就整体研究水平来讲，还处于初级阶段。表现在测试理论的研究还有待深入，原来关注的重点是单个设备的性能测量，现在的研究重点已经向某个网络服务的性能测量方面转变。原有的用来衡量单个网络设备的性能参数不能直接用来衡量整网的性能，对于能够从服务角度来反应IP网络性能的参数的研究一直在进行。在参数确定以后，相应的测量方法、指标确定、综合评价都是要研究的内容；另外，从协议服务如HTTP/FTP角度来建立IP网络服务质量评价体系也是未来的研究重点。
近几年前国际的测试市场发展到了一个新的阶段，其中一个比较值得注意的动向就是企业网络的应用性能测试[2]。面对病毒、安全威胁、欺诈应用、带宽过度占用以及新技术的采用等有可能影响应用性能的情况，如何进行监测、及早发现、确定并解决，保障客户关键应用的运行成为网络管理人员的新课题。目前企业内较为有效的解决方案是软、硬件结合的方式实施的。服务分析设备作为硬件安装在企业网络中用来收集网络和应用性能数据；应用和数据库服务器，存储了服务分析设备采集的网络和应用性能数据，并提供接口给客户端来读取这些数据；客户端是Web或是基于Windows的、呈现数据进行分析的桌面应用程序；软件功能管理模块可以使用户根据需要选择合适的软件功能模块。这种分布式、模块化的解决方案为在企业的部署和实施提供了极大的灵活性，特别适合总部－分支机构模式的企业网络。客户可以根据目前的需求先部署基本配置，随着客户网络的扩张和需求的变化，根据实际需要逐步增加设备和所需要的软件功能模块，实现投资的最快、最大回报。随着网络全球化的发展趋势，网络的测试又面临着新的挑战。从基础电缆的连通性测试到网络应用的统计分析，从共享型网络到全交换环境的数据采集，从本地网络到远程网络的监视与控制，从分支链路到主干链路的流量、协议分析，还有VLAN、VoIP、WLAN的测试甚至广域网的测试等，包括的范围越来越广泛。用户需要的不再是孤立的网络测试技术与测试设备，而是基于网络规模和应用的完整网络测试解决方案。测试涉及到网络全七层模型的各个层次。目前还没有任何一个产品能满足用户的所有要求。因此现有的网络测试解决方案是将各项测试技术和各种测试设备合理地进行搭配组合，以期达到最大的效果。 think58好，好think58 [来源：http://think58.com]
1.3 FTP简介
FTP 是 TCP/IP 协议组中的协议之一[3]，是英文File Transfer Protocol的缩写。 该协议是Internet文件传送的基础，它由一系列规格说明文档组成，目标是提高文件的共享性，提供非直接使用远程计算机，使存储介质对用户透明和可靠高效地传送数据。简单的说，FTP就是完成两台计算机之间的拷贝，从远程计算机拷贝文件至自己的计算机上，称之为“下载 （download）”文件。若将文件从自己计算机中拷贝至远程计算机上，则称之为“上载（upload）”文件。在TCP/IP协议中，FTP标准命令TCP端口号为21，Port方式数据端口为20。
1.4 影响FTP性能的因素
1.4.1 网络问题
引起FTP性能慢的最常见原因就是丢包。从跟踪通信的结果来看，有许多帧的重复请求和重复应答，经常出现这样的情况：刚开始传输数据时很快，渐渐地，OS/400开始恢复丢包引起的错误，传输速度逐渐慢下来。在多数情况下，解决这一问题的方法是在通信线路的两端同时进行通信跟踪，检查从一侧发出的包是否能在另一侧收到。
1.4.2 传输问题
在文件传输中，一个方向的传输速度比另一个方向快的情况是不常见的，影响它的因素包括：
1. 截断结尾多余的空格
在ASCII传输模式下，发出传输请求的机器将截断结尾多余的空格，这将耗费大量的CPU。
2. 发出传输请求的机器的CPU使用率
FTP对发出传输请求的机器的CPU使用率非常敏感。
3. 交互式与批处理式文件传输
拥有高批处理CPW值的型号的机器通常在处理批处理式文件传输时比处理交互式文件传输性能好。
4. 交互式子系统中是否有足够的可用空间也是重要因素。
5. 交互式作业的运行优先级。
6. 网络的各异性：
通常，网络并不能以相同的速度来处理双方向的传输请求，由于iSeries在整合各种服务器和应用任务中的能力，它能够快速地产生大量网络数据，通常，这将覆盖本地或周边的交换机和路由器，引起帧的丢失或者重新传输。这就是为什么用户经常觉得数据传输的速度一个方向比另一个方向快的原因。
1.4.3 影响FTP性能的其他因素
1. 最大传输单元(MTU):
最大传输单元(MTU)在网卡的线描述中定义，真正的最大传输单元值可以这样查看：
NETSTAT ==> 2. 显示TCP/IP路由信息 ==> F11 ==> 路由最大传输单元。
2. 发送和接收的缓冲区:
您可以用CHGTCPA命令来查看发送和接收的缓冲区的大小，在网络环境中，当该缓冲区的大小与路由器上缓冲区的大小吻合时，文件传输的速度会大大提高。
3. 路径MTU发现:
TCP/IP属性中的路径MTU发现参数，可以使OS/400可磋商地以更大的帧来进行数据传输。可以使用命令CHGTCPA将该参数设为*YES。 本文来自think58 [来源：http://think58.com]
4. 在客户端连接的时候挂起:
通常，这是有域名服务器DNS的问题引起的。这个问题可以这样解决：
首先， 将AS/400系统IP地址加入TCP/IP主机列表：CFGTCP ==> 10. 使用TCP/IP主机列表，然后，将主机名搜索优先参数设为*LOCAL：CFGTCP ==> 12. 更改TCP/IP域信息；
这样，客户端在初始化一个到AS/400的FTP连接时，主机将在本机主机列表中或域名服务器DNS上寻找主机名。
1.5 研究内容
本文针对当前网络对资源共享效率的需求，研究了基于VS2005平台和C#语言的FTP性能检测工具的实现过程。
具体内容如下：
1.5.1 FTP工作原理概述
从FTP客户端组成、连接服务器所需的数据和方法、TCP网络协议和如何接收服务器应答和数据等等方面来介绍FTP客户端的工作原理。
1.5.2 性能测试技术的实现
介绍该工具如何使用.net提供的时间函数计算某FTP服务器的响应时间，以及如何在程序中使用多线程来模拟多个用户连接服务器以达到真实的性能测试功能[4]。
在当今信息社会，以国际互联网（Internet）为主要特征的信息基础设施正在改变人们的生活方式,资源共享已经成为人们生活的迫切需要。文件传输是信息共享的一个重要内容，FTP（File Transfer Protocol文件传输协议）自然而然成为网络间交互的重要协议。与大多数Internet服务一样，FTP也是一个客户机/服务器系统。用户通过一个支持FTP协议的客户机程序，连接到在远程主机上的FTP服务器程序。用户通过客户机程序向服务器程序发出命令，服务器程序执行用户所发出的命令，并将执行的结果返回到客户机。
随着 Internet/Intranet 技术的迅速发展，许多公司、企业和网站建立了不少基于 FTP的应用系统。一般地，在设计开发 FTP 应用系统的时候，很难模拟出大量用户同时访问系统的实际情况，使得系统投入使用以后，当遇到访问高峰时，容易发生服务器响应速度变慢甚至服务中断。为了避免这种情况，需要一种能够真实模拟多用户访问 FTP服务器的工具程序，当服务器程序在设计开发阶段时，使用这一工具对 程序进行性能测试，及时发现 FTP应用程序的服务瓶颈，以便采取相应的措施。
论文分别从程序的设计思想和关键技术着手，阐述了该FTP测试工具的设计过程并提供出测试数据。 本文来自think58
关键字：FTP协议,客户端,性能测试 [版权所有：http://think58.com]
1.2 研究现状和发展趋势
目前，IP网络性能监测的关键技术有：1. 网络性能参数的采集方法 ，2. 网络性能测量点的布置与管理，3. 网络性能的采样测量技术。
网络服务性能监测技术实际上包括两个部分，一个是性能测量，一个是性能控制与调整。目前，对于网络服务性能测量技术的研究越来越受重视，但是就整体研究水平来讲，还处于初级阶段。表现在测试理论的研究还有待深入，原来关注的重点是单个设备的性能测量，现在的研究重点已经向某个网络服务的性能测量方面转变。原有的用来衡量单个网络设备的性能参数不能直接用来衡量整网的性能，对于能够从服务角度来反应IP网络性能的参数的研究一直在进行。在参数确定以后，相应的测量方法、指标确定、综合评价都是要研究的内容；另外，从协议服务如HTTP/FTP角度来建立IP网络服务质量评价体系也是未来的研究重点。
近几年前国际的测试市场发展到了一个新的阶段，其中一个比较值得注意的动向就是企业网络的应用性能测试[2]。面对病毒、安全威胁、欺诈应用、带宽过度占用以及新技术的采用等有可能影响应用性能的情况，如何进行监测、及早发现、确定并解决，保障客户关键应用的运行成为网络管理人员的新课题。目前企业内较为有效的解决方案是软、硬件结合的方式实施的。服务分析设备作为硬件安装在企业网络中用来收集网络和应用性能数据；应用和数据库服务器，存储了服务分析设备采集的网络和应用性能数据，并提供接口给客户端来读取这些数据；客户端是Web或是基于Windows的、呈现数据进行分析的桌面应用程序；软件功能管理模块可以使用户根据需要选择合适的软件功能模块。这种分布式、模块化的解决方案为在企业的部署和实施提供了极大的灵活性，特别适合总部－分支机构模式的企业网络。客户可以根据目前的需求先部署基本配置，随着客户网络的扩张和需求的变化，根据实际需要逐步增加设备和所需要的软件功能模块，实现投资的最快、最大回报。随着网络全球化的发展趋势，网络的测试又面临着新的挑战。从基础电缆的连通性测试到网络应用的统计分析，从共享型网络到全交换环境的数据采集，从本地网络到远程网络的监视与控制，从分支链路到主干链路的流量、协议分析，还有VLAN、VoIP、WLAN的测试甚至广域网的测试等，包括的范围越来越广泛。用户需要的不再是孤立的网络测试技术与测试设备，而是基于网络规模和应用的完整网络测试解决方案。测试涉及到网络全七层模型的各个层次。目前还没有任何一个产品能满足用户的所有要求。因此现有的网络测试解决方案是将各项测试技术和各种测试设备合理地进行搭配组合，以期达到最大的效果。 think58好，好think58 [来源：http://think58.com]
1.3 FTP简介
FTP 是 TCP/IP 协议组中的协议之一[3]，是英文File Transfer Protocol的缩写。 该协议是Internet文件传送的基础，它由一系列规格说明文档组成，目标是提高文件的共享性，提供非直接使用远程计算机，使存储介质对用户透明和可靠高效地传送数据。简单的说，FTP就是完成两台计算机之间的拷贝，从远程计算机拷贝文件至自己的计算机上，称之为“下载 （download）”文件。若将文件从自己计算机中拷贝至远程计算机上，则称之为“上载（upload）”文件。在TCP/IP协议中，FTP标准命令TCP端口号为21，Port方式数据端口为20。
1.4 影响FTP性能的因素
1.4.1 网络问题
引起FTP性能慢的最常见原因就是丢包。从跟踪通信的结果来看，有许多帧的重复请求和重复应答，经常出现这样的情况：刚开始传输数据时很快，渐渐地，OS/400开始恢复丢包引起的错误，传输速度逐渐慢下来。在多数情况下，解决这一问题的方法是在通信线路的两端同时进行通信跟踪，检查从一侧发出的包是否能在另一侧收到。
1.4.2 传输问题
在文件传输中，一个方向的传输速度比另一个方向快的情况是不常见的，影响它的因素包括：
1. 截断结尾多余的空格
在ASCII传输模式下，发出传输请求的机器将截断结尾多余的空格，这将耗费大量的CPU。
[资料来源：www.THINK58.com]
2. 发出传输请求的机器的CPU使用率
FTP对发出传输请求的机器的CPU使用率非常敏感。
3. 交互式与批处理式文件传输
拥有高批处理CPW值的型号的机器通常在处理批处理式文件传输时比处理交互式文件传输性能好。
4. 交互式子系统中是否有足够的可用空间也是重要因素。
5. 交互式作业的运行优先级。
6. 网络的各异性：
通常，网络并不能以相同的速度来处理双方向的传输请求，由于iSeries在整合各种服务器和应用任务中的能力，它能够快速地产生大量网络数据，通常，这将覆盖本地或周边的交换机和路由器，引起帧的丢失或者重新传输。这就是为什么用户经常觉得数据传输的速度一个方向比另一个方向快的原因。
1.4.3 影响FTP性能的其他因素
1. 最大传输单元(MTU):
最大传输单元(MTU)在网卡的线描述中定义，真正的最大传输单元值可以这样查看：
NETSTAT ==> 2. 显示TCP/IP路由信息 ==> F11 ==> 路由最大传输单元。
2. 发送和接收的缓冲区:
您可以用CHGTCPA命令来查看发送和接收的缓冲区的大小，在网络环境中，当该缓冲区的大小与路由器上缓冲区的大小吻合时，文件传输的速度会大大提高。
3. 路径MTU发现:
TCP/IP属性中的路径MTU发现参数，可以使OS/400可磋商地以更大的帧来进行数据传输。可以使用命令CHGTCPA将该参数设为*YES。 本文来自think58 [来源：http://think58.com]
4. 在客户端连接的时候挂起:
通常，这是有域名服务器DNS的问题引起的。这个问题可以这样解决：
首先， 将AS/400系统IP地址加入TCP/IP主机列表：CFGTCP ==> 10. 使用TCP/IP主机列表，然后，将主机名搜索优先参数设为*LOCAL：CFGTCP ==> 12. 更改TCP/IP域信息；
这样，客户端在初始化一个到AS/400的FTP连接时，主机将在本机主机列表中或域名服务器DNS上寻找主机名。
1.5 研究内容
本文针对当前网络对资源共享效率的需求，研究了基于VS2005平台和C#语言的FTP性能检测工具的实现过程。
具体内容如下：
1.5.1 FTP工作原理概述
从FTP客户端组成、连接服务器所需的数据和方法、TCP网络协议和如何接收服务器应答和数据等等方面来介绍FTP客户端的工作原理。
1.5.2 性能测试技术的实现
介绍该工具如何使用.net提供的时间函数计算某FTP服务器的响应时间，以及如何在程序中使用多线程来模拟多个用户连接服务器以达到真实的性能测试功能[4]。