基于回歸模型的IP網(wǎng)絡可用帶寬測量研究.pdf

1、準確獲取一條路徑上的可用帶寬對于IP網(wǎng)絡有效地實施QoS服務至關重要，如端到端的接入控制，服務器選擇，路由選擇，擁塞控制，驗證SLA等。目前可用帶寬的測量多采用主動測量方式，由于現(xiàn)有測量工具幾乎都以ICMP或者UDP協(xié)議承載探測包，因此無法獲得精確的時間戳及路徑等信息。此外當前的可用帶寬測量主要依賴于測量主機的系統(tǒng)性能(如系統(tǒng)I/O帶寬，系統(tǒng)定時器的分辨率等)，然而相比于網(wǎng)絡帶寬的飛速增長，測量主機系統(tǒng)性能的提高顯得十分緩慢，特別是其系

2、統(tǒng)I/O帶寬已經(jīng)遠遠落后于網(wǎng)絡帶寬，在測量時會產(chǎn)生“潛在帶寬”(potentialbandwidth)的問題。這就導致許多現(xiàn)有的模型難以適應面向高速網(wǎng)絡的可用帶寬測量應用。 本論文的工作是以高速IP網(wǎng)絡的可用帶寬測量為研究對象，研究網(wǎng)絡上一條確定路徑的可用帶寬測量問題。研究方法是以排隊論和回歸分析法為理論基礎，建立測量模型，利用IP測量協(xié)議(IPMP)承載探測包，通過獲取探測包經(jīng)過的一條確定路徑的時延信息，預測出該路徑上的可用帶

3、寬。 論文首先分析了當前兩個主要的可用帶寬測量模型——PGM模型和PRM模型，及相關的算法，討論了模型中存在的問題及其發(fā)展趨勢。然后提出了一種面向高速IP網(wǎng)絡的基于回歸分析的可用帶寬測量模型，該模型能夠在網(wǎng)絡邊界處獲取對應于一條確定路徑的時延信息，并根據(jù)該測量信息，計算出測量周期內(nèi)該路徑上的流量。運用回歸分析法，對不同流量條件下的測量結果進行擬合，得出被測路徑上流量與時延的回歸方程，并據(jù)此方程預測被測路徑上的可用帶寬。由于接收到

4、的探測包所攜帶的時間戳是由該路徑上的路由器提供的，因此可以在一定程度上解決單純依賴測量主機性能而產(chǎn)生的“潛在帶寬”問題，使得模型具有測量代價和開銷都較小，同時又能保證測量精度的優(yōu)點；模型的測量過程具有單向性，計算過程所用的時延信息是時間差，因而無需時鐘同步。仿真結果顯示在滿足測量模型假設條件的情況下，模型是有效的。論文還在Windows2000環(huán)境中設計了一個基于本文測量模型的，能夠運行于操作系統(tǒng)內(nèi)核的測量系統(tǒng)，實現(xiàn)了測量模型中接收和發(fā)