基于分?jǐn)?shù)差分和分形濾波的網(wǎng)絡(luò)流量模型.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展,目前的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模極為龐大和復(fù)雜,基于網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用急劇增長,網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)環(huán)境越復(fù)雜,就意味著網(wǎng)絡(luò)服務(wù)越容易出現(xiàn)問題,網(wǎng)絡(luò)的性能越容易受到影響。為了給用戶提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù),網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)和管理顯得尤為重要。網(wǎng)絡(luò)流量的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和管理、沖突控制和動(dòng)態(tài)帶寬分配具有十分重要的作用。然而,成功的流量預(yù)測(cè)離不開精確的流量模型的支持,高質(zhì)量的流量模型對(duì)于設(shè)計(jì)高性能網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和高效的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu);對(duì)于設(shè)計(jì)高性價(jià)比的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與服務(wù)

2、器:對(duì)于精確的網(wǎng)絡(luò)性能分析與預(yù)測(cè):對(duì)于擁塞管理與流量均衡提高服務(wù)質(zhì)量等都具有非常重要的意義,精確的網(wǎng)絡(luò)性能分析與預(yù)測(cè)離不開精確地網(wǎng)絡(luò)流量模型。
　　 文章分析研究了當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)流量普遍同時(shí)存在的長相關(guān)和短相關(guān)特性,發(fā)現(xiàn)這兩種特性對(duì)網(wǎng)絡(luò)流量的走勢(shì)及其他方面有著不同的影響。在小的時(shí)間粒度下獲得的流量序列,其短相關(guān)過程對(duì)網(wǎng)絡(luò)流量的影響較大,隨著時(shí)間粒度的增大長相關(guān)和短相關(guān)將同時(shí)作用于網(wǎng)絡(luò)性能,直到尺度足夠大時(shí),流量序列的短相關(guān)過程幾乎不再

3、產(chǎn)生影響,長相關(guān)性成為主導(dǎo)。應(yīng)用這種變尺度性質(zhì)差異的特點(diǎn),在不同的時(shí)間粒度下對(duì)網(wǎng)絡(luò)流量進(jìn)行不同的處理,將可以有針對(duì)性的提高網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)的性能和效果。
　　 通過對(duì)當(dāng)前各種網(wǎng)絡(luò)流量模型的研究分析,找到可以同時(shí)描述網(wǎng)絡(luò)流量短相關(guān)和長相關(guān)過程的FARIMA模型,將這種模型的過程進(jìn)行分解,獲得了針對(duì)長相關(guān)過程的FARUNA(0,d,0),也就是分?jǐn)?shù)差分過程。對(duì)分?jǐn)?shù)差分過程進(jìn)行了一系列的分析和仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證之后發(fā)現(xiàn),分?jǐn)?shù)差分可以有效的削弱網(wǎng)絡(luò)流

4、量序列的長相關(guān)結(jié)構(gòu),從而相應(yīng)獲得短相關(guān)特性為主的光滑的序列。利用這種思路,分析了分?jǐn)?shù)差分的逆過程分形濾波,通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),分形濾波可以增強(qiáng)時(shí)間序列的長相關(guān)結(jié)構(gòu)。由此結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)流量的變尺度性質(zhì)差異的特點(diǎn),提出了基于分?jǐn)?shù)差分和分形濾波的網(wǎng)絡(luò)流量模型。應(yīng)用較大的時(shí)間粒度對(duì)網(wǎng)絡(luò)流量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)記錄,對(duì)獲得的時(shí)間序列進(jìn)行分形濾波操作,增強(qiáng)序列的長相關(guān)結(jié)構(gòu),應(yīng)用合適的傳統(tǒng)長相關(guān)模型進(jìn)行建模預(yù)測(cè),從而獲得較大時(shí)間跨度的未來流量的走勢(shì);在網(wǎng)絡(luò)異常頻發(fā)的高峰階段