基于分形的網絡流量模型的分析與研究.pdf

1、流量模型是網絡性能分析和通信網絡規(guī)劃設計的基礎，精確的流量模型對設計高性能網絡協(xié)議、業(yè)務量預測與網絡規(guī)劃、高性能的網絡設備與服務器、精確的網絡性能分析與預測、擁塞管理都有著重要意義。傳統(tǒng)的電信網絡中采用泊松模型來刻畫網絡流量的隨機屬性，研究電話通信中的呼叫數(shù)量、等待時間、通話時長等參數(shù)的統(tǒng)計特性，并由此來設計電話網絡，以保證一定的QoS。實踐證明，該模型對于傳統(tǒng)電話網的系統(tǒng)設計和性能評估問題是非常有效的。隨著通信技術的發(fā)展，通信網絡也發(fā)

2、生著日新月異的變化。研究者早期研究數(shù)據(jù)網絡業(yè)務流量時沿用了泊松模型。泊松模型刻畫的網絡流量具有無后效性和平滑的特征。而且隨著internet網絡的高速發(fā)展，各種新型業(yè)務以及業(yè)務模型的提出，傳統(tǒng)的泊松模型不再適用。隨著研究的深入，研究者引入了一些較為復雜的隨機過程，伴隨著網絡自相似特性的發(fā)現(xiàn)，對于自相似網絡流量模型的建立與研究有了很多成果。但是自相似性作為單分形的一種形式，不可避免難以解決網絡流量的復雜行為。本課題關注的多分形小波模型就是

3、基于多分形的一種模型。與單分形不同的是，該模型不僅應用了小波的細尺度分析，還應用了分形理論的多尺度分析特性，從而很好的解決了同時描述網絡流量長相關性和短相關性的問題。但是，最初提出該模型主要是為了排隊分析的仿真，對于流量實際的隨機屬性的描述不夠，需要對模型加以改進，進行深入研究。主要內容包括： ⑴介紹了網絡流量的自相似、長相關、多分形等特性的數(shù)學定義，并分析其相應的物理意義，比較了傳統(tǒng)流量模型與自相似流量模型的區(qū)別，并總結了幾種

4、主流的網絡分形流量模型的建模原理，有分形布朗運動、分形高斯噪聲、分形ARIMA過程、離散小波模型。 ⑵小波變換由于其細尺度的分析特性，開始應用于網絡流量的多尺度分析中，并與多分形理論相結合，提供網絡流量在不同時頻尺度下的多樣化測度。而多分形小波模型建立之后，還存在著一些問題，需要對模型進行改進。本文在構造尺度系數(shù)和小波系數(shù)時，充分考慮各種可擬合流量特性的統(tǒng)計分布，以選取較符合實際流量特性的統(tǒng)計分布，并與已有的模型相比較，分析之間