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(wèn)題。本文研究流量監(jiān)控及網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化中幾個(gè)主要問(wèn)題,包括:網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)測(cè)點(diǎn)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(cè)控制等問(wèn)題,以期改善網(wǎng)絡(luò)性能。論文主要研究?jī)?nèi)容包含以下幾方面:
　　 1.網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)測(cè)模型優(yōu)化問(wèn)題研究及其近似算法網(wǎng)絡(luò)流量測(cè)量的代價(jià)包括測(cè)量站部署代價(jià)和測(cè)量代價(jià)兩個(gè)部分。網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)測(cè)模

2、型優(yōu)化的重點(diǎn)是:首先考慮部署盡量少的測(cè)量站降低部署代價(jià),然后優(yōu)化測(cè)量分配方案減少測(cè)量代價(jià),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(cè)模型優(yōu)化問(wèn)題抽象為無(wú)向圖中的最小弱頂點(diǎn)覆蓋問(wèn)題。因求解最小弱頂點(diǎn)覆蓋問(wèn)題是一個(gè)NP難題,對(duì)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(gè)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(diǎn)加權(quán)情況下圖的弱頂點(diǎn)覆蓋問(wèn)題。對(duì)于分布式網(wǎng)絡(luò),本文給出了一種分布式求解弱頂點(diǎn)覆蓋集的近似算法,該算

3、法不需要維護(hù)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(diǎn)覆蓋集,具有更好的可擴(kuò)展性。流量測(cè)量分配問(wèn)題及其解決思路和近似算法,同樣可用于解決測(cè)量延遲、丟包率等其它網(wǎng)絡(luò)性能參數(shù)優(yōu)化問(wèn)題,對(duì)網(wǎng)絡(luò)測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)具有指導(dǎo)作用。
　　 2.基于實(shí)時(shí)VBR業(yè)務(wù)流量的網(wǎng)絡(luò)性能分析對(duì)多速率實(shí)時(shí)VBR業(yè)務(wù)系統(tǒng)中呼叫級(jí)和分組級(jí)主要性能指標(biāo)的分析計(jì)算進(jìn)行了深入研究。對(duì)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(jì)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(yàn)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(jí),先對(duì)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(jìn)行分析,然后對(duì)更接近實(shí)際情況的一般實(shí)時(shí)VBR業(yè)務(wù)的信源發(fā)送信息速率的隨機(jī)過(guò)程模型進(jìn)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(jì)算方法。對(duì)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(jìn)行了分析比較,并通過(guò)仿真檢驗(yàn)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(duì)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(shí)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(jìn)行了理論分析和驗(yàn)證;對(duì)于資源完全共享情況,提出一種可支持多種實(shí)時(shí)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(dòng)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(qǐng)求的類型決定是否接納一個(gè)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(jì)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(gè)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(diǎn)處采用一種閉環(huán)控制器來(lái)對(duì)源端的發(fā)送速率進(jìn)行實(shí)時(shí)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(duì)其發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行拷貝,一旦在規(guī)定時(shí)間內(nèi)收到接收端發(fā)來(lái)的重傳請(qǐng)求信息包,則對(duì)該接收端進(jìn)行數(shù)據(jù)重發(fā)。針對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化的情況進(jìn)行了仿真試驗(yàn),結(jié)果表明,該方法具有良好的可擴(kuò)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(jì)分析和深度業(yè)務(wù)分析引擎,對(duì)電信級(jí)IP網(wǎng)絡(luò)流量進(jìn)行了綜合分析,設(shè)計(jì)和實(shí)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