單播丟包層析技術(shù)研究及其在非平穩(wěn)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用.pdf

1、互聯(lián)網(wǎng)從初期簡單可控的小型內(nèi)部網(wǎng)絡(luò),已經(jīng)發(fā)展成為匯聚了多種業(yè)務(wù),多種計(jì)算機(jī)終端的大架構(gòu)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)化、不協(xié)作化發(fā)展趨勢,使得需要網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)間協(xié)作的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)測量技術(shù)面臨巨大的挑戰(zhàn)。如何在日益復(fù)雜的互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中實(shí)時(shí)精確的測量網(wǎng)絡(luò)性能成為了現(xiàn)在國內(nèi)外研究者共同關(guān)注的一項(xiàng)前沿科學(xué)問題。為了準(zhǔn)確描述現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)部的各種狀態(tài)參數(shù)及其變化情況,提高互聯(lián)網(wǎng)的管理控制水平,實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)資源的優(yōu)化配置,科學(xué)工作者提出了一種新的估計(jì)網(wǎng)絡(luò)

2、內(nèi)部參數(shù)的方法:網(wǎng)絡(luò)層析成像技術(shù)。
　　 網(wǎng)絡(luò)層析成像在無需中間節(jié)點(diǎn)協(xié)作的情況下,通過端到端的路徑級網(wǎng)絡(luò)測量數(shù)據(jù),運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法,來估算網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)部的鏈路級參數(shù)。當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)層析方法,存在很多的問題,例如使用包對發(fā)包或者改進(jìn)的3包組發(fā)包機(jī)制進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)層析時(shí),存在著相關(guān)性缺陷。另外,當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)層析方法,一般都假設(shè)鏈路參數(shù)在探測周期內(nèi)不隨時(shí)間變化而產(chǎn)生波動,即平穩(wěn)網(wǎng)絡(luò)層析成像,但是這種方法不能反映現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)變特征,從而很難記錄并追蹤網(wǎng)

3、絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)參數(shù)的變化狀態(tài)。
　　 本文對基于單播的網(wǎng)絡(luò)丟包率層析成像模型進(jìn)行了詳細(xì)的探討,并針對現(xiàn)有的單播層析發(fā)包方式的包組相關(guān)性缺陷提出了一種改進(jìn)發(fā)包方法。已有的研究表明,網(wǎng)絡(luò)的丟包性具有連續(xù)性的特征,針對連續(xù)丟包的特性,本文通過調(diào)整包組發(fā)包過程中的發(fā)包順序,改善了單播層析中的包組關(guān)聯(lián)性能。NS2的仿真實(shí)驗(yàn)證明了改進(jìn)的發(fā)包機(jī)制能更加準(zhǔn)確的估算鏈路丟包率。
　　 為了求解非平穩(wěn)網(wǎng)絡(luò)丟包率估計(jì)問題,滑動時(shí)窗時(shí)變丟包率估

4、算方法假定在一個(gè)相對較小的時(shí)窗內(nèi),丟包率隨時(shí)間變化的曲線可用一個(gè)k階可導(dǎo)的函數(shù)來描述;用網(wǎng)絡(luò)層析成像的方法求得這些函數(shù)的k階泰勒展開式;然后根據(jù)各時(shí)窗內(nèi)的逼近結(jié)果估計(jì)整個(gè)測量周期內(nèi)鏈路的丟包率參數(shù)。本文對基于滑動時(shí)窗思想的非平穩(wěn)網(wǎng)絡(luò)丟包估算方法通過距離加權(quán)算法,距離加權(quán)值分析以及曲線擬合等數(shù)值分析手段進(jìn)行了算法的完善工作,使其能更好的逼近實(shí)際時(shí)變丟包率。最后,本文將改進(jìn)的發(fā)包機(jī)制和改進(jìn)的算法結(jié)合,研究其在測量非平穩(wěn)網(wǎng)絡(luò)丟包率時(shí)的有效性。