网络流量测量系统的设计与实现

实时交通流量监测与控制系统的设计与研究第一章引言随着城市交通的日益繁忙和城市化的不断加速，交通拥堵已经成为了人们日常生活中的常见问题之一。

特别是在大城市，不仅交通拥堵严重，而且空气污染、交通事故等问题也日益突出，给城市发展带来了极大的负面影响。

因此，如何有效地监测和控制交通流量，缓解城市交通拥堵已成为了当前研究的重点和难点。

近年来，随着计算机技术和信息技术的飞速发展，实时交通流量监测与控制系统的研究和应用逐渐成为了一个热点话题。

通过利用计算机、通信、传感器等技术手段，该系统可以实现对城市道路的实时监测和流量控制，从而达到缓解交通拥堵、优化交通网络、提高道路使用效率的目的。

本文将详细介绍实时交通流量监测与控制系统的设计与研究。

第二章相关技术综述2.1 传感器技术传感器技术作为实时交通流量监测与控制系统中的关键技术之一，其作用是实时采集城市道路上的交通数据。

目前，常用的传感器主要包括微波雷达、摄像头、地磁传感器等。

其中，微波雷达可以通过微波信号反射来测量车辆数量和速度，是一种常用的交通监测手段。

摄像头主要通过图像处理来识别车辆，并采集车辆的相关数据，与微波雷达相比，其精度更高。

地磁传感器则主要通过测量地面的磁场强度来检测车辆的位置和数量。

2.2 通信技术通信技术是实现实时交通流量监测与控制系统中的另一重要技术。

通过无线通信技术，可以将采集到的交通数据传输到监测中心，实现交通数据的实时处理和分析。

目前，常用的通信技术主要包括GSM、CDMA、3G等。

其中，3G技术由于其高速的数据传输能力和较大的带宽优势，已成为实时交通流量监测与控制系统中的首选通信手段。

2.3 数据挖掘技术实时交通流量监测与控制系统需要实时采集海量的交通数据，并对数据进行实时处理和分析。

因此，数据挖掘技术成为了系统设计中的重要技术之一。

通过数据挖掘技术，可以从大量的数据中发掘出有价值的信息，比如交通流量预测、车辆行驶路线识别等。

目前，常用的数据挖掘技术主要包括分类、聚类、关联规则挖掘等。

流量计量工作总结前言流量计量是指对网络流量进行监控和测量的工作，通过统计和分析流量数据，可以对网络性能进行评估和优化。

在过去的一段时间里，我作为流量计量工作的负责人，负责设计和实施了一套流量计量系统，并对网络流量进行了监控和分析。

在这个过程中，我积极学习和应用了各种相关技术和工具，取得了一定的成果。

在本文中，我将对过去的工作进行总结和总结。

一、工作目标和任务在流量计量工作中，我的主要目标是建立一套高效准确的流量计量系统，以监控和分析网络流量。

具体任务包括：1. 设计和建立流量采集系统，实现对网络流量的实时抓取和存储；2. 编写和调试数据分析脚本，对流量数据进行清洗和处理；3. 建立可视化平台，展示流量数据分析结果；4. 定期进行性能评估和优化，提高流量计量系统的准确性和效率。

二、工作过程和方法2.1 流量采集系统的设计与实现为了实现对网络流量的实时抓取和存储，我选择了使用流量镜像技术和开源软件进行流量采集。

首先，我针对网络中的关键节点，安装了专门的流量镜像设备，将网络中的流量复制到指定的接口。

然后，使用开源软件如tcpdump进行流量捕获，并将捕获的流量进行实时存储。

2.2 数据清洗和处理由于流量数据的原始格式比较混乱和庞大，为了便于后续分析和展示，我编写了一系列的Python脚本进行数据清洗和处理。

首先，我编写了脚本对原始流量数据进行解析，并提取有用的字段信息。

然后，使用数据处理库如Pandas对数据进行处理和整理，去除冗余信息，并添加额外的计算字段。

最后，将处理完成的数据导入数据库中，以供后续分析使用。

2.3 数据可视化为了方便用户对流量数据进行查看和分析，我搭建了一套数据可视化平台。

平台主要采用开源的数据可视化工具如Grafana和Elasticsearch，通过灵活的图表配置和用户友好的界面，展示了流量数据的各种统计信息，如流量趋势、流量来源等。

2.4 性能评估和优化为了提高流量计量系统的准确性和效率，我定期进行性能评估和优化。

网络测量系统的分析与设计摘要：本文对网络测量进行了详细阐述，给出了网络性能测量基础架构，并对网络测量的主动测量和被动测量进行了分析，指出了它们的优点和缺点。

最后介绍了常见的网络测量系统，对网络测量系统的组成和实现的功能进行了说明，并给出了系统架构图。

关键词：网络测量网络流量计量网络测量系统1、引言随着网络技术的不断发展，因特网的规模不断扩大，所应用的领域也在不断扩张，但是因特网在快速发展的同时却面临了更多、更大的困难。

一方面消费者对通信运营商流量收费不透明的质疑越来越多，从而产生的纠纷也屡见不鲜，所以计量部门对通信运营商进行网络流量测量显得很重要，另一方面通过网络流量测量通信运营商可以充分了解网络运行状况，排除故障，提高网络服务，保障安全，优化网络环境等等。

所以为了能够更好的监测网络流量性能和保证其高效、快捷的服务，必须进行网络流量测量。

2、网络测量概述网络测量是伴随着互联网的产生，指按照一定的方法和技术，利用软件和硬件来测试或验证表征网络性能指标的一系列活动的总和。

网络性能指标包括带宽、时延、响应时间等。

在网络计量方面，我们主要关心的是网络的带宽和产生的流量大小测量的精准度。

目前，网络流量测量的具体方法和准确度没能实现突破性的进展，主要原因在网络系统的庞大性和复杂性。

但是ietf对网络性能测量的基础架构（图1）进行了定义，定义指出网络流量测量方法的可重复性和无偏性，即用同样的方法在相同的环境、相同的条件下测量结果是一样的。

该定义只是笼统的分析了网络性能的测量，没有详细具体的测量和评价方法。

由图1可知网络流量测量系统主要由4个部分组成：1、数据管理器：管理器主要功能是配置采集器和管理采集读取器，负责给采集器发送配置命令。

2、数据采集器：采集器置放在测量节点上，记录网络行为特征。

3、数据采集读取器：采集读取器把原始数据从采集器中读取出来，发送给分析程序使用。

4、分析程序：分析程序处理采集读取器得到的数据，得出网络性能特征。

基于Web 技术的IP 网络性能测量系统的研究与实现①荆　雷②　金跃辉③　林　宇(北京邮电大学网络与交换国家重点实验室　北京100876)摘　要　在分析了网络性能测量系统的功能和层次结构的基础上,设计并实现了一个利用Web 技术测量IP 网络性能的系统。

系统基于分布式B/S 架构,有效地简化了部署并增强了移植性,降低了开发和维护的成本。

在模拟网络环境中的试验结果显示,系统测量结果准确可靠,测量速度快,代价低。

关键词　基于Web 的测量,性能测量,测量系统0　引言随着互联网的迅速发展,Internet 性能测量的研究受到了国际上的普遍关注。

网络性能测量是进行网络流量、拓扑、行为建模分析的基础和验证手段。

因此,构建一个可扩充的、高度可重用的IP 网性能测量系统就变得十分必要。

Internet 的盛行使得Web 浏览器成为一个广受使用者接受的操作界面,更由于各种与WWW 相关的开发技术如CGI 、JavaScript 、ActiveX 、X M L 、C OR 2BA [1]、DC OM [2]等陆续出现而逐渐成熟,使得Web 浏览器的用途从原先基本的超媒体本文浏览,扩展至各式各样的网络应用。

而WWW 本质上的主从式架构也使得利用该技术开发网络性能监测系统的做法变得直接而合理[3]。

本文介绍的是一种利用Web 技术和Applet 技术实现IP 网络性能的测量方法,网络性能测量系统采用了主动测量方式,主要针对树型拓扑IP 网络开展网络层和应用层端到端性能测量。

1　网络性能测量技术根据测量技术获得网络节点的支持力度以及测量点的位置可以将网络性能测量分为基于路由器的测量、端到端测量和路由器协作测量。

基于路由器的测量是利用路由器上各种网管软件来获取设备端口性能。

端到端的测量是只在边缘主机的参与下完成网络性能分析,对于端到端测量需要综合多个测量节点的结果来推导全网状况。

路由器协作测量也是在边缘主机上开展的测量,但需要在路由器的配合下对网络性能进行评估。

侧扫雷达在线测流系统日期:目录•引言•侧扫雷达技术基础•在线测流系统设计•系统实现与测试•侧扫雷达在线测流系统应用场景与优势•结论与展望•参考文献引言背景介绍02当前在线测流系统的现状和存在的问题03侧扫雷达技术在在线测流系统中的应用前景研究目的和意义研究侧扫雷达在线测流系统的目的和意义针对当前在线测流系统存在的问题，提出利用侧扫雷达技术进行改进的方案研究侧扫雷达技术在在线测流系统中的应用前景和实际应用价值010203侧扫雷达技术基础侧扫雷达是一种利用微波对目标进行探测的设备，其工作原理基于微波反射和传播特性。

侧扫雷达通过定向天线向河流、湖泊等水域发射微波，微波遇到目标物后产生反射，反射信号被接收天线接收并处理成图像。

通过分析图像，侧扫雷达能够实现对水域流速、流量等参数的测量。

侧扫雷达工作原理侧扫雷达系统主要由发射天线、接收天线、数据处理和显示终端等组成。

发射天线负责向水域发射微波，接收天线负责接收反射信号，数据处理和显示终端负责对接收到的信号进行处理和显示。

侧扫雷达系统组成侧扫雷达数据特点侧扫雷达数据具有高分辨率和高覆盖率的特点，能够提供精确的目标物位置和形状信息。

侧扫雷达数据还能够反映水域流速和流向等流体力学信息，为水文和水动力学研究提供重要数据支持。

在线测流系统设计0102基于侧扫雷达的在线测流…该系统采用了先进的侧扫雷达技术，能够对河流、湖泊等水域进行实时流速监测。

分布式架构系统采用了分布式架构，由前端采集设备、数据传输设备和数据处理与分析设备组成。

前端采集设备负责采集水域的流速数据，并将数据传输至数据传输设备。

数据传输设备负责将前端采集设备传输来的流速数据通过无线或有线方式传输至数据处理与分析设备。

数据处理与分析设备负责对接收到的流速数据进行处理和分析，生成报告和图表。

系统总体架构030405前端采集设备采用了高性能的侧扫雷达，能够实时监测水域的流速。

侧扫雷达前端采集设备对采集到的流速数据进行初步处理，如数据清洗、格式转换等。

明渠流量监测系统方案设计目 录一、系统网络结构及组成二、明渠流量计的种类及选型（测流方法及选择）(一)、明渠流量计的种类（明渠测流方法）1、水位法2、流速面积法3、两种方法的比较(二)、明渠流量计的选型（测流方法选择）1、宽度20米以上的宽浅渠道的测流方法选择2、宽度20米以内的窄渠道的测流方法选择三、数据传输方案四、电源系统五、监控管理软件六、设备典型配置及预算附件:相关设备性能及技术指标一、系统网络结构及组成系统网络结构图：其中：①流量计由水位流速传感器与终端机（二次仪表）组成；②监控管理软件安装于服务器上。

③通讯仪器可选无线通讯设备或有线网络通讯设备。

④电源系统可采用民用供电系统或太阳能供电系统，也可使用电池供电。

系统组成：①明渠流量计②通讯仪器③监控软件及服务器④电源系统2、明渠流量计的种类及选型（测流方法及选择）（一）明渠流量计的种类（明渠测流方法）明渠测流方法从原理上可分为两大类：水位法与流速面积法。

水位法是通过测量量水建筑物的上游（或上、下游）水位并经经验公式或实验曲线换算成流量来实现计量的。

流速面积法不需修建量水建筑物，通过测量过水断面面积（实际上过水断面面积是通过测量的水位来换算求得的）与断面流速来求得流量。

1、水位法水位法流量计实际上是水位计加辅助的工程建筑物的总称。

·辅助的工程建筑物主要有：量水槽（巴希尔槽、无喉道量水槽等）量水堰（薄壁堰、三角堰、宽顶堰等）标准断面（指顺直的规则断面）闸孔涵洞·水位计主要有：超声波水位计（接触式式）超声波水位计（非接触式式）浮子式水位计压力式水位计雷达水位计磁伸缩水位计水尺（人工读数）一般讲如果是自由出流，用一个上游水位就可通过公式换算或查曲线求得流量，如果是淹没出流，则需要上下游两个水位。

在精度方面，由高向低排列如下：类型精度自由出流薄壁堰 2%自由出流宽顶堰 3%自由出流巴希尔槽 3%自由出流无喉道量水槽 3%-5%自由出流闸孔 5%自由出流标准断面 10-20%淹没出流薄壁堰 20%淹没出流宽顶堰 25%淹没出流巴希尔槽 25%淹没出流无喉道量水槽 25%淹没出流闸孔 20-30%淹没出流标准断面 30%（上述精度是渠道小于5米且流态较稳时的理论精度，渠道越宽精度越低）2、流速面积法流速面积法流量计主要通过测流速及水位来计算求得流量，主要有：①超声波时差法测量线流速，分单声道法与多声道法。

H-ADCP流量在线监测系统软件设计与实现陈卫;周波【摘要】受水利工程的影响,天然河流水文测验条件发生了很大变化,采用传统的水文测验方法获取河流断面完整的水文要素变化过程,势必要加大测次、增加成本. 由于H-ADCP无法利用RTU进行数据测报与远程控制,其推广应用受到限制. 采用H-ADCP进行流量在线监测是解决水利工程影响下流量测验的重要途径之一. 长江水利委员会水文局在深入研究H-ADCP所带软件的基础上,研发了通用的H-ADCP 在线测流系统. 系统开发实现了H-ADCP远程控制在线监测及数据传输,具有较好的应用前景.%Influenced by water conservancy projects, the hydrological measurement condition in natural rivers changed greatly. To obtain the complete hydrological factor variation process would increase the measurement times and result in the increment of workload and cost. Using on-line H-ADCP discharge measurement software is an effective way to measure the discharge in the river channels influenced by water conservancy projects. However, the popularization and application of H-ADCP is limited be-cause the RTU can not be used to conduct remote control and prediction. On the basis of the intensive research on H-ADCP software, Hydrology Bureau of Changjiang Water Resources Commission developed a general on-line H-ADCP discharge meas-urement system, which realized the on-line and remote H-ADCP discharge measurement discharge and has a good application prospect.【期刊名称】《人民长江》【年(卷),期】2015(046)021【总页数】4页(P39-42)【关键词】H-ADCP;流量在线监测;指标流速法;数值积分法;水资源监控【作者】陈卫;周波【作者单位】长江水利委员会水文局长江水文技术研究中心,湖北武汉430010;长江水利委员会水文局长江水文技术研究中心,湖北武汉430010【正文语种】中文【中图分类】P332随着大量水利工程的兴建，水文站测验河段的测验条件发生了明显的改变，尤其是水库等蓄水工程的水文调节对大坝上下游水文站的影响尤为显著。

高速IP网络流量测量系统的设计与实现
王风宇;云晓春;申伟东
【期刊名称】《高技术通讯》
【年(卷),期】2006(16)3
【摘要】为克服网络带宽提高带来的网络流量测量的困难,在分析传统网络流量测量系统存在的问题的基础上,采用零拷贝分组捕获和裸设备存储(零拷贝存储)等关键技术,设计并实现了一个被动式网络流量测量系统,该系统的测量性能较传统方法有大幅提高,并具有较好的时间精确度,能够满足千兆网络的流量测量需求.
【总页数】5页(P232-236)
【作者】王风宇;云晓春;申伟东
【作者单位】中国科学院计算技术研究所信息智能与信息安全研究中心,北
京,100080;中国科学院,研究生院,北京,100039;中国科学院计算技术研究所信息智能与信息安全研究中心,北京,100080;哈尔滨工业大学计算机网络与信息安全技术研究中心,哈尔滨,150001;西安交通大学电子与信息工程学院,西安,710049
【正文语种】中文
【中图分类】TN91
【相关文献】
1.基于多采集器网络流量测量系统的设计与实现 [J], 陶智勇;王全一;南凯;李若霖;阎保平
2.基于掩码匹配的IP网络流量抽样测量系统研究 [J], 谭敏生;林亚平
3.一种高速网络流量测量系统开发包 [J], 黄鹂声;汪文勇;孙维勇
4.一种网络流量监视和测量系统的设计与实现 [J], 孟学军; 何高峰; 邵烽; 蔡玮
5.IP网络流量资源共享系统设计与实现 [J], 折波;王强;董凡;崔靖茹;覃遵颖;李国栋;钟晓歌
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ｊ匕京邮电大掌硕士研究生毕』晴仑文么样的测量。

目前，网络链路的物理传输速率达到数百兆甚至数Ｇ，在这样的环境下进行数据流监测是对测量技术的又一次考验。

为了能够在高速率的传输网络中实现细粒度的流量监测，依托于硬件的流量测量设备脱颖而出。

从上世纪九十年代末开始，国外厂商陆续推出了十余种流量测量产品，适用于不同网络环境的流量测量。

与此同时，流量测量技术也取得了长足的进步，流量测量体系逐渐形成。

在［ＥＴＦ的推动下，流量测量设备的开发已经从各自为政的产品开发向多层次、开放式、标准化的测量体系过渡。

本节就ＩＥＴＦ两个工作组提出的流量监测体系架构进行简要介绍。

４．１．１ＲＴＦＭ提出的流量监测体系ＲＴＦＭ（Ｒｅａｌｔｉｍｅｎａｆｆｉｃ月ＤｗＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）是ＩＥＴＦ为建立实时流量测量体系框架而成立的工作组，ＲＴＦＭ的主要工作包括：总结已有的流量测量工作．包括ＲＭＯＮ、因特网计费工作组以及其他研究者发表的研究成果。

提出一种改进的流量测量模型，该模型应当满足以下要求：可以用硬件实现：可用于［Ｐｖ６流量测量；扩展原有的流量测量模型以扩大测量范围；实现简单；具有数据压缩的特性。

建立流量测量管理信息库。

图４—１：ＲＴＦＭ提出的流量测量体系架构ＲＴＦＭ工作组向ＩＥＴＦ标准化组织提交了五个建议文本，通过这些建议，ＲＴＦＭ系统成部分之间的通信协议的选取、ＩＰＦＩＸ采样的分析方法等等，限于篇幅，这里仅对ＩＰＦＩＸ提出的流量测量框架进行简单介绍。

图４—２：ＩＰＦＩＸ流量监测体系架构ＩＰＦＩＸ给出的流量监测体系结构由ＩＰＦＩＸ设备（ＩＰＦＩＸＤｅｖｉｃｅ）、样本收集设备（Ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）和分析应用实体（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）组成，ＩＰＦＩＸ制定了ＩＰＦＩＸ设备的结构标准以及测量设备与样本收集设备之间的数据导出协议，这样遵从相同数据导出协议的ＩＰＦＩｘ设备之间可以方便地进行信息共享。

ＩＰＦＩＸ草案对ＩＰＦＩＸ设备的功能结构进行较详细的规定：ＩＰＦＩＸ设备是指至少具有观测能力、测量功能和输出功能三者之一的设备，例如一个具有测量和输出功能的路由器可以被认为是一个ＩＰＦＩＸ设备。

基于SNMP协议的网络流量监测系统研究摘要：随着科技的发展，网络通信技术的应用范围不断扩大。

但网络的应用形式与流量监测还比较复杂，需要网络管理人员对网络进行流量监测，并据此做好网络管理维护工作。

本文将从SNMP的概念出发，分析其系统功能，进而对其网络流量监测的设计与实现进行探讨。

关键词：SNMP协议；网络流量监测；BNMP模型1、SNMP网络管理协议简述简单网络管理协议（SNMP）是根据互联网传输控制协议（TCP）与互联网IP地址对互联网进行管理的协议。

1988年以来，SNMP自出现以后就受到社会上广大群众的接受与专业人士的认可。

它主要是通过对互联网流量进行监测，可以发现不同设备在互联网中存在的问题，从而实现对不同设备的网络监测与管理。

SNMP的模型主要参考了工业标准的模型，下面笔者讲详细的说明SNMP模型的组成结构。

SNMP使用的是网络管理站与被管理网络实体的模式，被管理网络实体通常也称为代理。

因此一个完整的SNMP模型需要由管理站（NMS)、代理（被管理网络实体）、管理信息库（MIB）以及网管协议（SNMP）四个部分组成。

代理就是被管理的网络实体，主要是一些网络的连接设备以及配套的软件，例如服务器、路由器等。

通过被管理网络实体来接收管理站的命令，并发出相应的信息作为回应，通过MIB来实施对不同类型的互联网设备的监测与管理。

而SNMP网管协议主要是管理站与被管理实体直接的联系桥梁，通过其进行通信，同时网管站也能单向接收代理发送的消息，及时监测到互联网中的异常，发现可能存在的网络问题。

MIB是SNMP中的管理信息库，也是信息管理的基本单元。

MIB是实行互联网监测的重要组成部分，代理中的信息被共同收集到管理信息库中，通过MIB让管理站与代理的网管协议分离，实现在用户增加的同时并不影响双方的网管协议。

在BNMP模型中，与MIB关联最大的是SMI（管理信息结构），它决定了MIB的变量，MIB也是通过SMI建立起网络管理信息库。

基于SNMP协议的简单网络流量监控管理系统的设计摘要：随着网络通信技术的不断进步，网络应用越来越广泛，网络流量形式变得复杂，内容变得庞大，因此网络流量统一监控与管理是非常必要的。

本设计介绍了SNMP的基本原理，提出了在Linux下实现基于SNMP的网络流量监控系统方案，结合某网络管理中的实际问题，阐述了这一方案的具体实施，并对该系统提出了展望。

关键词：流量监控；SNMP(简单网络管理协议)；MIB(管理信息库)；WBM (基于Web的网络管理)在校园网及其他大型企业网的复杂应用环境中，网络面临的攻击及威胁主要来源于网络部，如大量病毒、网内主机的主动攻击及网络异常流量的突增都将引起网络设备负荷过重，从而导致网络拥塞，并可能进一步导致网络瘫痪。

因此，基于全网所有网络设备、服务器群组的流量状况的24 h实时监控和日志及流量分析统计，将对于保障复杂环境下的整个网络的安全、设备稳定，以及防止服务器群组被攻击有极大的意义。

目前网络管理标准主要有两大体系：OSI的CMIS(Common Management Information Service。

公共管理信息服务)／CMIP(Common ManagementInformation Protocol，公共管理信息协议)和IETF的SNMP(Simple Network Management Protocol，简单网络管理协议)。

由于CMIP实现复杂、结构庞大，占用资源多，目前还没有开发出实际可用的产品。

SNMP由于易于实现和广泛的TCP／IP应用基础而获得支持。

随着SNM2Pv2和SNMPv3的相继出现，改善了SNMP中的安全问题，使SNMP得到快速发展。

一、 SNMP原理SNMP由IAB(Internet Activities Board)制定，是基于TCP／IP协议的各种互联网络的管理标准。

由于它本身简单明了，实现较容易，占用系统资源少，所以得到了众多网络厂家的青睐，而成为工业标准投入使用。