基于服务拓扑的网络系统可扩展性分析方法研究及应用

摘要

随着互联网的日益普及，异构环境、普适计算、移动接入和海量流媒体等新应用不断涌现，网络应用对互联网可扩展性的要求也从简单的规模可扩展性演化为规模、安全、性能、服务、功能等多维可扩展性。在下一代网络体系结构的研究中，网络系统的可扩展性也越来越受到了研究人员的重视，不仅在技术研究中被作为评价网络体系结构优劣的重要指标，而且在理论研究中也被用来作为理论分析的重要依据。但是由于网络系统本身的复杂性和体系结构的多样性，可扩展性研究仍然缺少比较系统性的分析方法支持。
　　针对这个问题，本论文首先概述了已有的网络体系结构可扩展性分析方法的研究情况，总结了可扩展性分析方法的基本要素和基本模式。在此基础上将网络系统的元素抽象为具有独立特征的服务和关系，构建出能够表达复杂结构特性的网络系统服务拓扑模型，并且对服务拓扑模型及其特征作了详细的定义。然后结合面向服务的网络体系结构形式化描述方法，提出了基于服务拓扑模型的可扩展性分析方法，该方法具有多层次描述、多维度分析、动态分析等特点。基于这种分析方法，设计和实现了可扩展性分析子系统，它实现了基于服务拓扑的可扩展性分析方法，并将其应用到具体的分析中。最后本文利用可扩展性分析系统对TCP/IP分层模型、域内路由系统、P2P(Peer-to-Peer)体系结构等三种不同抽象层次的实例进行了相关的实验和分析，得出了影响三种系统可扩展性的结构因素，并对其可扩展性优劣作了比较全面的评价。