CS144 Checkpoint 4: interoperating in the world（2024）

分析网络路径和性能：

`mtr命令`

`mtr` 输出的详细分析：

mtr 162.105.253.58 命令用于结合 traceroute 和 ping 的功能，实时监测并分析从你的计算机到目标主机（IP 地址 162.105.253.58，北京大学计算中心）之间的网络路径和性能。其主要作用如下：

路径追踪：识别数据包从源到目标经过的所有中间节点。
延迟测量：测量每个中间节点的响应时间（RTT），包括平均延迟、最小延迟和最大延迟。
丢包率监测：计算每个中间节点的数据包丢失百分比，以识别网络中的潜在瓶颈或问题节点。
实时更新：提供实时的网络性能数据，便于持续监控和诊断。

mtr 162.105.253.58

参数解释

Host: 数据包传输路径中的各个中间节点或主机地址。
Loss%: 丢包率，表示在传输过程中数据包丢失的百分比。
Snt: 发送的数据包总数。
Last: 最后一次响应时间（RTT，单位为毫秒）。
Avg: 平均响应时间（单位为毫秒）。
Best: 最快响应时间（单位为毫秒）。
Wrst: 最慢响应时间（单位为毫秒）。
StDev: 响应时间的标准差，表示响应时间的波动程度。

`ping` 命令

`ping` 命令输出详细信息

显示了从你的计算机发送的 ICMP 回显请求的数据包从目标主机（IP 地址 162.105.253.58，北京大学计算中心）返回的详细信息：

[1715675570.594846] 64 bytes from 162.105.253.58: icmp_seq=19 ttl=240 time=4.25 ms
[1715675570.796353] 64 bytes from 162.105.253.58: icmp_seq=20 ttl=240 time=5.42 ms

每一行的格式：

[时间戳] 字节数 来自 目标IP地址: ICMP序列号 TTL 响应时间

参数解释

[时间戳]：
- [1715675569.979467]：这是一个时间戳，表示数据包返回时的精确时间，以秒为单位。这个时间戳通常从系统启动时间算起（例如，上述时间戳是从系统启动以来经过的秒数和微秒数）。
字节数：
- 64 bytes：表示从目标主机返回的数据包大小为64字节，这是标准的ICMP数据包大小。
来自：
- from 162.105.253.58：表示数据包的来源，即目标主机的IP地址。
ICMP序列号：
- icmp_seq=16：表示这是第16个ICMP回显请求。序列号帮助跟踪每个发送的请求及其响应。
TTL（Time To Live）：
- ttl=240：表示数据包的生存时间。TTL字段在每经过一个路由器时减一，当TTL值变为零时，数据包被丢弃。初始TTL值通常为64、128或255，这取决于操作系统的默认设置。这里的TTL=240表示数据包在返回时经过了较少的路由器跳数。
响应时间：
- time=7.29 ms：表示从发送ICMP请求到收到响应所花费的时间，单位为毫秒（ms）。这个时间反映了往返时延（RTT）。

网络协议

ICMP（Internet Control Message Protocol）

用途：ICMP 是一种用于在网络设备之间发送控制消息的网络层协议。它主要用于诊断和错误报告。
常见应用：
- ping 命令：用于测试目标主机的可达性并测量往返时间（RTT）。
- traceroute 命令：用于确定数据包从源到目标的路径以及路径上每个跳的延迟。

数据分析

总体交付率：
- 作用：评估在整个测量期间内，发送的echo请求中有多少收到了回复，反映了网络路径的稳定性和可靠性。
- 计算方法：读取data.txt文件，计算发送的echo请求总数和接收到的回复总数。通过检查丢失的序列号来确定丢失的包，并计算交付率。
最长连续成功ping的字符串：
- 作用：找出连续成功回复的最大序列长度，显示网络路径在一段时间内的稳定性。
- 计算方法：遍历data.txt文件，记录连续回复的最长序列长度。
最长的丢包突发：
- 作用：确定连续丢包的最大序列长度，显示网络路径在一段时间内的脆弱性或不稳定性。
- 计算方法：遍历data.txt文件，记录连续丢包的最长序列长度。
丢包的相关性：
- 作用：分析丢包事件之间的相关性，判断丢包事件是否独立或具有连锁效应。
- 计算方法：
  - 计算echo请求#N收到回复时，echo请求#(N+1)也收到回复的概率。
  - 计算echo请求#N未收到回复时，echo请求#(N+1)收到回复的概率。
  - 将这些条件概率与总体交付率进行比较，分析丢包的独立性或相关性。
最小RTT：
- 作用：确定测量期间内最小的往返时间（RTT），反映最理想情况下的网络延迟。
- 计算方法：从data.txt文件中找出最小的RTT值。
最大RTT：
- 作用：确定测量期间内最大的往返时间（RTT），反映网络路径在最不理想情况下的延迟。
- 计算方法：从data.txt文件中找出最大的RTT值。
RTT随时间变化的图：
- 作用：展示RTT值在两个小时期间内的变化趋势，反映网络延迟的波动情况。
- 绘制方法：绘制RTT值随时间变化的图，x轴为实际时间，y轴为RTT（以毫秒为单位）。
RTT分布的直方图或累积分布函数（CDF）：
- 作用：展示RTT值的分布情况，反映RTT值的频率分布和累积概率。
- 绘制方法：创建RTT值的直方图或CDF。
连续ping的RTT相关性图：
- 作用：分析连续ping之间RTT值的相关性，判断RTT值在时间上的一致性或变化趋势。
- 绘制方法：绘制ping#N的RTT和ping#N+1的RTT之间的相关性图，x轴为第一个RTT的毫秒数，y轴为第二个RTT的毫秒数。
从数据中得出的结论：
- 作用：通过分析数据、图表和摘要统计，得出网络路径行为的总体结论，评估网络性能的好坏。
- 结论内容：包括网络路径的稳定性、可靠性、延迟波动等方面的分析，任何出乎意料的发现和网络行为特征的总结。

结论:
1. 总体交付率为: 100.00%
2. 最长连续成功ping的字符串为: 9776
3. 最长的丢包突发为: 0
4. 收到回复后下一次收到回复的概率为: 99.99%
5. 未收到回复后下一次收到回复的概率为: 0.00%
6. 最小RTT为: 3.06 ms
7. 最大RTT为: 105.0 ms
通过这些分析，我们可以看到网络路径的稳定性和可靠性。网络延迟在时间上有波动，但整体交付率较高。

DAI