自相似网络流量对网络性能的影响

摘要

Internet是基于数据分组交换的网络，与基于电路交换的传统电信网有根本差别。在分组网中传送的主要是数据业务，包括正在兴起的多媒体业务，而在传统的电信网中传送的主要业务是话音业务。在传统的网络设计和系统分析中采用泊松过程或马尔可夫过程可以得到很好的结果，但是在对分组网络的业务进行监测后发现，如果仍然采用泊松或马尔可夫模型，那么得到的排队分析结果和实际情况有很大的差别。 近年来国外一些研究人员通过对LAN、WAN等网络的精确测量与研究发现，分组网络中的真实业务量具有统计上的自相似性。网络的自相似业务特征已经引起很多研究人员的重视。相关的研究工作包括业务量的建模，网络性能的分析、流量控制与资源配置等方面。 本文对网络流量的自相似现象进行了描述，并对网络的自相似流量模型进行了分析研究。在此基础上，进行了自相似网络流量的仿真，仿真采用应用层建模的方法，考虑了网络中应用层、传输层、网络层对流量的作用和影响，符合网络应用的实际。在仿真环境中，研究了自相似流量对网络性能的影响。采用的研究方法是：当多个流量源共享有限网络资源、并考虑协议栈作用的情况下，分析自相似流量对网络性能的影响。 研究结果表明，相对于传统的泊松流量模型的性能预测结果，网络的自相似流量会引起系统包丢失率的增加、平均队列长度的增大，从而对网络资源的要求也较高。网络资源的增加需要注意网络资源的分配和有效的网络性能之间的平衡问题。缓冲区的增加，降低了包丢失率，同时引起排队延迟的增大。对于一个总流量相对稳定的网络，使用基于带宽的网络资源分配策略将是比较有效的。研究结果对提供有保证的QoS和网络设计有一定的指导意义。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1研究背景

1.2研究现状

1.3全文的组织安排

第二章经典流量模型和网络流量的自相性

2.1经典流量模型

2.2网络流量的自相似性

2.2.1自相似现象

2.2.2网络流量的自相似现象

2.3自相似流量下的网络性能问题

第三章自相似网络流量模型

3.1自相似随机过程的数学描述

3.1.1连续时间定义

3.1.2离散时间定义

3.1.3重尾分布

3.1.4自相似参数H的估计

3.2产生自相似流量的物理背景

3.3自相似流量模型

第四章自相似网络流量的仿真

4.1仿真工具介绍

4.1.1 NS使用的仿真语言

4.1.2 NS工作机制

4.1.3 Otcl实现仿真的一般过程

4.2流量建模的一般方法

4.2.1 IP层建模

4.2.2应用层建模

4.3自相似流量的仿真建模

4.3.1网络拓扑结构

4.3.2应用层业务模型

4.3.3仿真环境中的参数配置

4.4关于网络模型的选取

4.5自相似流量的应用层原因

第五章自相似流量对网络性能的影响

5.1仿真环境中网络流量的自相似性

5.1.1瓶颈链路上的网络流量

5.1.2链路流量的H参数估计

5.2网络流量的自相似性对网络性能的影响

5.2.1丢包率

5.2.2平均队列长度

5.2.3 UDP作为传输层协议的情况

5.3网络资源的影响

5.3.1缓冲区大小对网络性能的影响

5.3.2瓶颈链路带宽对网络性能的影响

结论

致谢

攻读硕士学位期间从事的主要科研工作及发表的论文

参考文献

附录仿真主程序——OTCL代码