无线局域网测试及评估模型的研究摘要：随着无线局域网的普及，单纯的协议分析和无线射频分析方法已不能满足无线局域网的测试需求，多方面的综合测试分析成为必要手段。因此从应用的角度，提出了一种无线局域网测试及评估模型。该模型从五个方面综合分析了无线局域网的性能并进行评估，可用于指导网络人员安装网络、测试网络性能、诊断网络故障、管理网络运行。关键词：WLAN；网络测试；模型中图法分类号：TN915．06文献标识码：A文章编号：1001－3695(2006)09－0247－031引言自从IEEE802.11标准正式发布以来，无线局域网WLAN在各个领域的应用得到飞速发展，尤其是WiFi联盟建立以及IEEE802.1x安全协议的推广，为无线局域网的应用普及铺平了道路［1］。虽然无线网络发展时间不是很长，但是WLAN用户已开始寻求完善的无线网络测试、诊断、管理工具，以便能够对WLAN进行监测，掌握WLAN网络的动态运行状况，进而为入侵检测、网络故障排除等工作提供重要依据［2］。目前无线网络测试在我国还处于起步阶段，主要集中在协议分析的方法研究上。国外虽然在一些关键技术上取得了很大的成功，研制了大量的测试工具软件，但在测试系统模型化方面所做的工作比较少，没有统一的标准和规范。我们提出一种基于实际应用的无线局域网测试及评估模型，内容包括网络规划测试、性能测试、协议分析、安全测试以及连接故障诊断五个方面，涵盖了物理层、数据链路层和网络层。该模型可为网络人员在网络规划、测试、诊断、管理方面提供指导，排除网络连接性问题，维护网络的性能和安全，促进WLAN的实际应用。2无线局域网测试及评估模型与有线局域网一样，无线局域网只涉及ISO模型的下三层，即物理层、数据链路层和网络层。物理层的监测，主要是利用一些专门的测试仪器和相应的测试技术来完成，一般无需常期监测，只需定期或有故障时检修。无线局域网重点检测MAC层及更高层协议的运行情况，以便在发生数据流阻塞瓶颈时能快速定位。鉴于此，我们将无线局域网测试及评估模型分为三个层面，即网络平台、测试平台和评估平台，如图1所示。这三个层面，从底层的网络平台到上层的评估平台构成了一个完整的无线局域网测试及评估体系，内容涉及ISO模型下三层的分析、测试和评估。下面将分别介绍无线局域网测试及评估模型的三个平台。3网络平台网络平台研究的是测试对象问题。从应用的角度看，网络可以看作信息的传输平台，我们对网络性能的测试和评价，就是看网络对信息传输各方面的满意程度，即网络在传输信息时的性能表现。将网络作为一个独立的平台来进行性能评价，这对绝大多数网络来说是比较实际和有效的。具体来说，无线局域网的网络平台主要研究分析网络OSI模型的下三层，即物理层、数据链路层和网络层，这三层决定了WLAN的基本传输性能。我们在这个网络平台基础上，可以进行无线局域网的测试与评估工作。4测试平台测试平台是整个无线局域网测试及评估模型的核心模块，主要是采集网络传输中的数据包，进行相应的处理，以测试无线局域网的各项性能指标，其具体内容如图2所示。4．1数据采集模块该模块用于采集无线局域网中的原始数据包，一般监听采集流经网络的所有数据包以进行分析。通常情况下，捕获数据帧有两种方法，即开放捕包函数库(Libpcap)和Socket套接字［3］。Libpcap（其Windows版本为WinPcap）是Linux环境下的一个与系统无关、采用分组捕获机制的分组捕获函数库，用于访问数据链路层。Socket套接字是TCP/IP与应用程序之间的接口(API)，应用程序在网络上传输、接收信息均通过Socket接口来实现。通过以上两种方法可以成功捕获WLAN中的信标帧和各种类型的数据帧。4．2数据分析模块［4］采集到的数据包要先进行预处理，才能提供给上层的性能分析测试模块进行分析处理。由于采集到的数据包来自不同的信息源，因此首先要对数据包进行分类，统计不同类型的数据帧；然后根据IEEE802.11协议［5］标准分析不同数据帧的MAC帧头结构，得到信号强度、噪声强度和传输速率等基础物理参数；最后分析IP包头，得到源地址和目的地址、源端口和目的端口等基本网络信息。4．3性能测试模块该模块主要研究反映无线局域网性能的参...