網(wǎng)絡丟包對流測量影響的評估研究.pdf

1、“報文”是互聯(lián)網(wǎng)用IP協(xié)議進行傳輸?shù)幕締挝唬彩潜粍訙y量“感知”網(wǎng)絡的基本單位，因此被動測量所獲得的原始信息是報文流，通常稱為“IPTRACE”。早期相關的研究工作直接面向TRACE展開，主要關注報文到達的統(tǒng)計特征，以及一些僅限于IP層的流量特性。隨后，對網(wǎng)絡流量行為的研究向更高的層次進行，研究人員開始用屬于TCP層的、具有更完整邏輯含義的、面向端系統(tǒng)的“流”(flow，也稱數(shù)據(jù)流)這個概念，作為網(wǎng)絡動態(tài)行為研究的對象和基礎。這一做法

2、的好處在于可以將原先孤立的流量網(wǎng)絡層行為和應用層行為關聯(lián)起來，使研究工作可以到達更高的境界。不同于“IPTRACE”，“流”信息無法直接通過被動網(wǎng)絡測量獲得，于是將被動測量所獲得的IPTRACE組成“流”既是研究人員獲取“流”信息的主要手段，也是對龐大的IPTRACE進行摘要的一種手段。試驗表明：被動測量由于軟硬件的能力原因，測量系統(tǒng)存在“丟包”現(xiàn)象，那么基于丟包后的IPTRACE獲得的“流”它的可信度如何?本學位論文的研究工作主要圍繞

3、這個目的展開。研究工作分為三個階段，分別是：數(shù)據(jù)流超時研究、評估方法研究和網(wǎng)絡丟包對流測度的影響。 由于研究的目的不同，“流”的定義也不同，而對“流”的準確的定義是評估工作的基礎。最常規(guī)的定義是五元組+超時?！傲鳌背瑫r研究始于K.C.Claffy，她于1994年提出的“主干網(wǎng)數(shù)據(jù)流超時時間以64秒為宜”的結論，被廣泛接受并大量使用。但十幾年來，網(wǎng)絡規(guī)模、設備的能力，特別是網(wǎng)絡應用發(fā)展巨大的變化，64秒是否仍是合適的超時時間?本學

4、位論文使用和Claffy相同的方法對近期CERNET主干網(wǎng)流量進行實驗和分析，提出了目前主干網(wǎng)流測量超時值以16秒為宜的結論。這個結論在論文后面的部分中使用。 論文隨后進行了丟包影響評估研究，主要分為四部分進行，包括：指標研究、評估系統(tǒng)設計與實現(xiàn)、實驗方案設計和實驗結果分析。首先進行的是指標研究。由于國內外缺乏同類研究，論文從已有的參考文獻出發(fā)，系統(tǒng)化地歸納、總結和提出了用于評估丟包影響的指標體系。這些指標分為集合屬性和流測度兩

5、個大類，共計九個，分別是：流總數(shù)、流符合度、流報文容量分布、流字節(jié)容量分布、流持續(xù)時間分布、新流個數(shù)、活躍流個數(shù)、TCP流比例和UDP流比例。文中詳細給出了它們的定義、測量(計算)方法、對比方法和意義。通過這些指標，可以客觀全面地考察網(wǎng)絡丟包對流測量結果的影響。 在此基礎上，論文基于上述研究成果設計并實現(xiàn)了一個用于評估丟包影響的軟件系統(tǒng)。該按照規(guī)范軟件工程流程進行設計和開發(fā)，該系統(tǒng)具備良好的通用性、可配置性和可擴展性，可以隨時調

6、整配置參數(shù)、加入新的組流算法(定義)、增加Trace、新的測度算法和新的評估公式。 最后，論文用上述平臺和來自于CERNET主干網(wǎng)的IPTRACE，進行了一次完整的丟包對流測度影響的評估，得出的主要結論包括：(1)16秒是適合于當前網(wǎng)絡環(huán)境的數(shù)據(jù)流超時值。(2)流符合度指標對丟包較為敏感，其變化趨勢和丟包率呈指數(shù)關系，其余指標為線性關系。(3)丟包對16秒的影響小于對64秒的影響。(4)丟包對TCP流的影響小于對UDP流的影響。