IP网络的QOS测量和QOE测量

IP网络的QOS测量和QOE测量

论文摘要

随着Internet技术和网络业务的快速发展,网络的规模和复杂性不断增加,新型的网络应用不断涌现,例如VoIP,VOD、网络视频会议等,而这些新型的网络应用的一个共同的需求就是对网络提出质量要求。服务提供商(Internet ServiceProvider)和网络用户都想了解自己提供或正在使用的网络的性能,他们希望得到准确的数字指标来保证网络的性能。如何得到准确、可靠的测量数据以及如何在这些测量数据基础上,对网络的运行状态做一个恰当的评估,从而发现问题,进而提高网络的性能,这是亟待解决的问题。IP网络QoS/QoE测量通过测量获取网络的性能参数,并据此确定网络的问题所在,进一步解决问题使性能得到优化,从而达到人们对网络性能的要求。本文主要是对IP网络的QoS/QoE测量进行了研究。首先,对IP网络的QoS/QoE测量的发展背景和目前网络存在的一些问题以及如何解决这些问题进行了分析;然后详细而系统地讲解了现有的IP网络QoS/QoE测量的参数体系和测量方法。接下来对IP QoS测量中的若干关键技术进行了研究,对IP QoS的重要测量参数如网络时延、丢包率、带宽的测量作了侧重的讲解,并提出了对这些参数测量结果的分析模型。另外,本文的课题是面向性能管理过程中的突出问题,在三大基本网络性能指标(时延、丢包率和带宽)的基础上,探索和研究了能够直接表达网络运行QoS的指标体系。为了尽量准确表达网络运行的健康程度,本文提出了一种新的指标体系,这种指标体系有别与传统的若干平行指标,是一种层次化的立体结构,包括从网络层面到应用层面的不同指标。并针对所提出的指标体系,提出相应的被动测量方法,通过监听和分析骨干网络关键路径中的流量,来分析IP网络各种端到端会话的分组序列、传输质量,从而进一步得出IP子网与子网之间的各项QoS指标。与现有测量方式相比,本文提出的方法能够更加准确快速地对IP网络的QoS/QoE质量进行测量。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 IP Qos研究背景
  • 1.2.1 目前IP网络的特点
  • 1.2.2 网络高速度与服务质量的需要
  • 1.3 IP QoS国内外研究现状及意义
  • 1.3.1 IP QoS相关概念
  • 1.3.2 IP QoS测量技术现状
  • 1.3.3 研究意义
  • 1.4 IP网络QoE的研究
  • 1.4.1 IP QoE研究意义
  • 1.4.2 QoE概述
  • 1.4.3 QoE和QoS的关系
  • 1.4.4 IP QoE的研究现状及预测
  • 1.4.4.1 相关标准化组织进展
  • 1.4.4.2 面临的问题
  • 1.4.4.3 QoE研究发展趋势
  • 1.5 论文组织结构
  • 第二章 IP QOS测量研究现状
  • 2.1 IP QoS测量技术概述
  • 2.2 测量的参数体系
  • 2.2.1 IETF定义的IP QoS参数
  • 2.2.2 ITU-T定义的IP QoS参数
  • 2.3 IP QoS测量方法
  • 2.3.1 主动测量
  • 2.3.2 被动测量
  • 2.3.3 基于路由的测量
  • 2.3.4 路由协作的测量
  • 2.4 本章小结
  • 第三章 IP QOS测量中的若干关键技术研究
  • 3.1 时延测量研究
  • 3.1.1 时延的分类
  • 3.1.2 被动模式的RTT测量
  • 3.1.2.1 测量对象定义
  • 3.1.2.2 相关测量研究
  • 3.2 丢包率测量研究
  • 3.2.1 丢包概念
  • 3.2.2 影响测量的包行为
  • 3.2.3 丢包测量方法
  • 3.3 带宽测量研究
  • 3.3.1 瓶颈带宽测量
  • 3.3.2 可用带宽测量
  • 3.3.3 TCP连接吞吐量
  • 3.4 测量结果的分析模型
  • 3.4.1 基本原理
  • 3.4.2 最大似然估计和EM算法
  • 3.5 时钟同步问题
  • 3.5.1 时钟同步研究进展
  • 3.5.2 基于NTP的时间同步
  • 3.5.2.1 NTP协议概述
  • 3.5.2.2 NTP的工作原理
  • 3.5.2.3 NTP的工作模式
  • 3.5.2.4 NTP系统体系结构
  • 3.6 本章小结
  • 第四章 被动模式的QOS/QOE测量系统设计
  • 4.1 系统框架
  • 4.1.1 指标体系设计
  • 4.1.1.1 基本QoS指标
  • 4.1.1.2 应用QoS指标
  • 4.1.2 网络QoS/QoE指标测量方法
  • 4.1.2.1 基本测量原理
  • 4.1.2.2 测量方法与架构
  • 4.2 基于NDIS的高速流量捕获
  • 4.2.1 报文捕获驱动程序
  • 4.2.2 WinPcap系统介绍
  • 4.3 本章小结
  • 第五章 实验平台设计与测试
  • 5.1 平台设计
  • 5.2 实验结论
  • 5.2.1 测量子网之间的往返时延IDTD
  • 5.2.2 测量子网之间的路径带宽IDPB
  • 5.2.3 测量子网之间的子网间音频流媒体QoE评分IDAR
  • 5.3 本章小结
  • 第六章 总结与展望
  • 6.1 工作总结
  • 6.2 展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 作者攻硕期间研究成果及学术论文
  • 相关论文文献

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