非平穩(wěn)網(wǎng)絡拓撲估計方法研究.pdf

1、網(wǎng)絡拓撲識別是網(wǎng)絡性能監(jiān)測的重要組成部分之一,實時、準確地了解網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)對于很多實際應用(如鏈路丟包率估計、鏈路時延估計等)都非常重要?；诰W(wǎng)絡層析成像的拓撲估計方法在不需要中間節(jié)點協(xié)作的前提下,通過主動發(fā)包或被動收集的方式測量得到端到端路徑狀態(tài)參數(shù),并采用統(tǒng)計推斷的方法估計出網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡層析成像方法通常假設網(wǎng)絡狀態(tài)參數(shù)(包括拓撲結(jié)構(gòu))在整個測量時間內(nèi)保持不變,即網(wǎng)絡狀態(tài)參數(shù)平穩(wěn)。但在實際網(wǎng)絡環(huán)境下,網(wǎng)絡狀態(tài)參數(shù)是時變的,

2、因此基于平穩(wěn)網(wǎng)絡層析成像的拓撲估計方法得到的拓撲結(jié)構(gòu)可能存在較大誤差。本文針對上述問題,提出一種非平穩(wěn)網(wǎng)絡環(huán)境下的拓撲估計框架,在此框架下提出一種基于多度量參數(shù)融合的網(wǎng)絡拓撲層析成像方法,主要工作包含以下兩方面:
　　(1)非平穩(wěn)環(huán)境下拓撲估計度量參數(shù)的選擇與提取:由于高階累積量對于處理非線性非高斯問題的有效性,本文將其應用到非平穩(wěn)拓撲結(jié)構(gòu)層析成像中來對網(wǎng)絡的鏈路長度和路徑長度進行度量,從而提出了基于時延高階累積量的新度量參數(shù)的構(gòu)

3、建方法。該方法首先根據(jù)高階累積量的定義來計算得到路徑時延的高階累積量,然后根據(jù)累積量模型建立路徑時延高階累積量和共享路徑高階累積量的關系方程,從而計算出共享路徑高階累積量,也就是拓撲估計新度量參數(shù)。
　　(2)基于多度量參數(shù)融合的網(wǎng)絡拓撲層析成像方法:由于時延數(shù)據(jù)的各階累積量均包含時延分布的各種不同的統(tǒng)計特性,為了充分利用各階累積量的時延分布信息來對網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)進行估計,提出了基于多度量參數(shù)融合的網(wǎng)絡拓撲層析成像方法。該方法首先

4、根據(jù)新度量參數(shù)的性質(zhì)提出了多度量參數(shù)的概念,并對其構(gòu)建過程和它的幾個重要性質(zhì)進行了詳細的描述。然后在多度量參數(shù)的基礎上,提出了基于多度量參數(shù)融合的拓撲估計算法。該算法充分利用共享路徑的長度信息,通過迭代的方法,自底向上來對樹狀網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)進行估計。
　　本文利用Matlab和NS2對提出的方法進行仿真。仿真結(jié)果驗證了在非平穩(wěn)網(wǎng)絡環(huán)境下,新度量參數(shù)具有更豐富的時延分布統(tǒng)計信息,能夠反映出非平穩(wěn)網(wǎng)絡的時變特性。同時,仿真結(jié)果表明,基