基于流被動測量的時間測度的研究.pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模日益擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性不斷提高，影響網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的因素也逐步增多，這對網(wǎng)絡(luò)管理提出了新的挑戰(zhàn)。在網(wǎng)絡(luò)管理中，往返時延、延遲抖動等時間測度具有非常重要的指標(biāo)作用，它是計算機網(wǎng)絡(luò)的重要性能測度。網(wǎng)絡(luò)測量作為了解網(wǎng)絡(luò)性能的基本手段，是進(jìn)行有效的網(wǎng)絡(luò)管理的基礎(chǔ)。在被動測量日益普及的今天，基于被動測量的時間測度研究，對于掌握網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的具體情況具有重要的意義。當(dāng)前提出的基于被動測量的時間測度研究是從報文的角度來進(jìn)行，

2、如何基于能夠提供詳盡的網(wǎng)絡(luò)流量應(yīng)用類型信息的“流”來進(jìn)行時間測度分析在當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)流量激增的背景下具有重要的現(xiàn)實意義。 論文以時間測度的應(yīng)用為研究背景，結(jié)合CERNET華東北地區(qū)網(wǎng)絡(luò)中心“網(wǎng)絡(luò)行為觀測系統(tǒng)”的需求，對基于流被動測量的時間測度問題展開了研究。本文在基于報文被動測量的時間測度研究基礎(chǔ)之上，進(jìn)一步擴(kuò)展到“流級別”上來，考慮到TCP流在時間上存在相關(guān)性，選擇了TCP流進(jìn)行時間測度的研究。通過分析TCP的數(shù)據(jù)類型，把交互數(shù)據(jù)流

3、和塊狀數(shù)據(jù)流的傳輸過程進(jìn)行建模，分別提出基于這兩類流的往返時延估計方法。本文還研究了一些其它的時間測度，并首次提出了網(wǎng)絡(luò)總體時延的概念，用它米描述一個網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量。 論文首先介紹了時間測度研究的相關(guān)背景知識。在分析了現(xiàn)有時間測度研究的不足之處之后，提出了本文主要研究目標(biāo)：基于流的往返時延、延遲抖動等時間測度的被動測量方法的設(shè)計，確定了通過對報文的傳輸過程建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型的方法來得到被動式測量方法的研究思路。 其次，對

4、論文研究的數(shù)據(jù)——NetFlow進(jìn)行了介紹，并給出了抽樣條件下部分?jǐn)?shù)據(jù)的原始信息估計公式。本部分著重介紹了NetFlow相關(guān)內(nèi)容，包括NetFlow流記錄的采集、NetFlow流記錄的格式以及各個字段的內(nèi)容；針對現(xiàn)有NetFlow抽樣機制的影響，結(jié)合區(qū)間估計理論，給出了流內(nèi)原始字節(jié)數(shù)、報文數(shù)的計算公式。 再次，論文根據(jù)TCP交互數(shù)據(jù)流和塊狀數(shù)據(jù)流的傳輸機制的不同，通過建立相應(yīng)的模型給出了往返時延的估計公式。對于交互數(shù)據(jù)流，結(jié)合N

5、agle算法給出了利用相鄰報文對的時間差來進(jìn)行往返時延的估計算法，同時對于部分交互流，還提出了基于最小二乘的修正算法；對于塊狀數(shù)據(jù)流，把傳輸過程分為無擁塞與擁塞兩種情況分別進(jìn)行時延估計。 接著，為了掌握網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的總體情況，論文提出了網(wǎng)絡(luò)總體時延這個測度，并給出了該測度的定義及其測量方法。同時，論文還結(jié)合網(wǎng)絡(luò)管理的目標(biāo)，基于NetFlow數(shù)據(jù)，研究了延遲抖動和流速。 然后，以實際網(wǎng)絡(luò)流量為數(shù)據(jù)源，根據(jù)論文所提的方法進(jìn)行