基于小波變換的非平穩(wěn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涔烙?jì)方法研究.pdf

1、為了有效地監(jiān)管網(wǎng)絡(luò)行為以及設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，準(zhǔn)確地獲知網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有非常重要的意義。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥R(shí)別方法通常利用網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的協(xié)作獲得網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，但是出于安全等因素的考慮，網(wǎng)絡(luò)中存在大量不協(xié)作節(jié)點(diǎn)，使得傳統(tǒng)方法在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)失效?；趯游龀上竦木W(wǎng)絡(luò)拓?fù)涔烙?jì)方法可以在不需要網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)協(xié)作的條件下，通過(guò)在網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點(diǎn)之間主動(dòng)探測(cè)或被動(dòng)監(jiān)測(cè)的方式收集端到端性能參數(shù)，然后利用端到端性能參數(shù)的統(tǒng)計(jì)特征估計(jì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
　　目前絕大多數(shù)

2、基于層析成像的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涔烙?jì)方法都假設(shè)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)平穩(wěn)，即假設(shè)在整個(gè)測(cè)量周期內(nèi)網(wǎng)絡(luò)鏈路狀態(tài)是平穩(wěn)的。但在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)流量的高突發(fā)性導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)鏈路狀態(tài)頻繁發(fā)生改變，基于網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)平穩(wěn)的層析成像方法獲得的拓?fù)浯嬖谳^大誤差。針對(duì)上述問(wèn)題，本文提出一種新的非平穩(wěn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涔烙?jì)方法，該方法利用小波包分解提取端到端路徑時(shí)延的變化特征，并利用分層聚類(lèi)的思想進(jìn)行拓?fù)涔烙?jì)，主要工作可概括為以下三個(gè)方面：
　?。?）基于包群探測(cè)模型的端到端時(shí)延測(cè)量：網(wǎng)絡(luò)中不

3、同目的節(jié)點(diǎn)對(duì)共享路徑上時(shí)延的變化具有一致性，為了捕獲非平穩(wěn)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延變化特征，同時(shí)體現(xiàn)這種一致性，本文首次將包群探測(cè)模型引入到非平穩(wěn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涔烙?jì)，利用探測(cè)包之間的相關(guān)性捕獲非平穩(wěn)網(wǎng)絡(luò)中不同路徑時(shí)延的相同變化特征。
　　（2）基于小波包分解的時(shí)延變化特征提取：傳統(tǒng)的層析成像方法都是用網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部性能參數(shù)的單一統(tǒng)計(jì)特征（如時(shí)延差、方差等）作為共享路徑長(zhǎng)度的度量，但是性能參數(shù)的單一統(tǒng)計(jì)特征并不能體現(xiàn)其時(shí)變性。本文針對(duì)上述問(wèn)題將網(wǎng)絡(luò)的端到端時(shí)

4、延變化曲線看作一個(gè)非平穩(wěn)信號(hào)，利用小波包分解來(lái)提取端到端時(shí)延的變化特征。
　?。?）基于時(shí)延變化的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涔烙?jì)方法：利用小波包分解系數(shù)構(gòu)成時(shí)延變化的特征向量，可作為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涔烙?jì)的輸入。本文將網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涔烙?jì)的問(wèn)題看成分層聚類(lèi)的問(wèn)題，根據(jù)輸入特征向量的近似程度遞歸地聚類(lèi)目的節(jié)點(diǎn)，近似度高的目的節(jié)點(diǎn)被聚為一類(lèi)，直到無(wú)法繼續(xù)聚類(lèi)，最終構(gòu)建出樹(shù)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
　　本文利用NS2仿真軟件對(duì)提出的方法進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果證明了基于小波變換的非平