基于流量監(jiān)控的網(wǎng)格性能優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、如何控制網(wǎng)絡(luò)擁塞、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能,提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量是急待解決的問題。本文研究流量監(jiān)控及網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化中幾個主要問題,包括:網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)測點優(yōu)化部署、基于多速率VBR業(yè)務(wù)流量的性能分析、基于呼叫接納控制的流量控制、基于分支路由器協(xié)調(diào)的流量控制和異常流量檢測控制等問題,以期改善網(wǎng)絡(luò)性能。論文主要研究內(nèi)容包含以下幾方面:
　　 1.網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)測模型優(yōu)化問題研究及其近似算法網(wǎng)絡(luò)流量測量的代價包括測量站部署代價和測量代價兩個部分。網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)測模

2、型優(yōu)化的重點是:首先考慮部署盡量少的測量站降低部署代價,然后優(yōu)化測量分配方案減少測量代價,并提高網(wǎng)絡(luò)性能。利用流守恒規(guī)律,可以將網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)測模型優(yōu)化問題抽象為無向圖中的最小弱頂點覆蓋問題。因求解最小弱頂點覆蓋問題是一個NP難題,對于集中式網(wǎng)絡(luò),本文利用圖論中關(guān)聯(lián)矩陣的概念提出了一個近似算法,并分析了算法的復(fù)雜性,在此基礎(chǔ)上將該算法拓展到頂點加權(quán)情況下圖的弱頂點覆蓋問題。對于分布式網(wǎng)絡(luò),本文給出了一種分布式求解弱頂點覆蓋集的近似算法,該算

3、法不需要維護網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞娜中畔?。仿真結(jié)果表明,所提出算法與以往方法相比,能找出更小的弱頂點覆蓋集,具有更好的可擴展性。流量測量分配問題及其解決思路和近似算法,同樣可用于解決測量延遲、丟包率等其它網(wǎng)絡(luò)性能參數(shù)優(yōu)化問題,對網(wǎng)絡(luò)測量系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)具有指導(dǎo)作用。
　　 2.基于實時VBR業(yè)務(wù)流量的網(wǎng)絡(luò)性能分析對多速率實時VBR業(yè)務(wù)系統(tǒng)中呼叫級和分組級主要性能指標(biāo)的分析計算進行了深入研究。對于資源部分共享情況,從多維Markov鏈的全局

4、平衡條件出發(fā),提出了一種計算各業(yè)務(wù)在線連接數(shù)的聯(lián)合概率分布的方法,在此基礎(chǔ)上分析了呼叫損失概率和分組丟失率,仿真結(jié)果驗證了算法的正確性。其次,分析了呼叫損失概率和分組丟失率等服務(wù)質(zhì)量指標(biāo)與其傳輸控制參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系。在分組級,先對信源發(fā)送速率呈on-off分布的情形下系統(tǒng)的分組丟失概率進行分析,然后對更接近實際情況的一般實時VBR業(yè)務(wù)的信源發(fā)送信息速率的隨機過程模型進行研究,提出一種各業(yè)務(wù)源信息速率可取為某一最小速率(離散)整數(shù)倍的通

5、用信源模型,并給出了分組丟失概率的理論計算方法。對幾種典型信源發(fā)送信息速率概率分布下的分組丟失概率進行了分析比較,并通過仿真檢驗了該方法的正確性。
　　 3.基于呼叫接納控制的流量控制技術(shù)對于資源部分共享情況,探討了多速率VBR業(yè)務(wù)系統(tǒng)呼叫接納控制策略的實施,提出了以峰值帶寬和預(yù)期的分組丟失率門限為依據(jù)的呼叫接納控制策略,并進行了理論分析和驗證;對于資源完全共享情況,提出一種可支持多種實時可變比特率業(yè)務(wù)的呼叫接納控制策略,該策略

6、只需動態(tài)調(diào)整容量縮放因子,并根據(jù)容量縮放因子與物理容量之積、各類業(yè)務(wù)的在線連接數(shù)和呼叫請求的類型決定是否接納一個呼叫,給出了呼叫損失概率、分組丟失率及容量縮放因子的求解方法,數(shù)值計算結(jié)果表明所提出的策略可提高系統(tǒng)的吞吐量。
　　 4.基于分支路由器協(xié)調(diào)的流量控制技術(shù)為了提高整個網(wǎng)絡(luò)的性能,提出了一種基于分支路由器協(xié)調(diào)的組播流量控制策略,其基本思想是在各分支路由器節(jié)點處采用一種閉環(huán)控制器來對源端的發(fā)送速率進行實時調(diào)節(jié),使得源端的發(fā)

7、送速率趨于穩(wěn)定;另外,策略還在擁有一定數(shù)量接收端的分支路由器處對其發(fā)送的數(shù)據(jù)進行拷貝,一旦在規(guī)定時間內(nèi)收到接收端發(fā)來的重傳請求信息包,則對該接收端進行數(shù)據(jù)重發(fā)。針對網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)動態(tài)變化的情況進行了仿真試驗,結(jié)果表明,該方法具有良好的可擴展性、穩(wěn)定性。
　　 5.基于流量分析的異常流量控制技術(shù)利用流量統(tǒng)計分析和深度業(yè)務(wù)分析引擎,對電信級IP網(wǎng)絡(luò)流量進行了綜合分析,設(shè)計和實現(xiàn)了一套基于網(wǎng)絡(luò)流量的寬帶業(yè)務(wù)行為分析控制系統(tǒng)。提出了將該系