网络性能分析与测量技术的研究 ——网络带宽测量的研究

论文摘要

随着因特网规模的不断扩大,如何能更好地管理、利用因特网已引起人们的广泛关注。为达到这一目的,对因特网的网络性能进行测量是必不可少的。影响因特网整体网络性能的因素有很多,带宽是其中最重要的因素之一。它是评价网络性能的重要度量参数,对其准确的估计与测量是网络运营维护必须解决的问题,而相关测量算法的研究一直是网络测量领域的研究热点和难题。目前对带宽的测量主要采用端到端的主动测量技术,其中端到端可用带宽的测量是网络测量中一个重要环节。本文先对Internet端到端路径可用带宽测量的各种方法进行了介绍,这些方法大体上可分为两类:自拥塞测量方法和基于数学模型的测量方法。接着探讨了在带宽测量前需考虑的问题,如(测试速度,带宽估计值,背景流)及带宽测量的测量数据包大小选取策略,认为选择大小为800字节的测量包对网络性能测量产生的影响较小,并介绍了仿真工具NS2。同时本文在深入研究现有网络可用带宽测量方法的基础上,分析了Pathload算法。Pathload算法采用自装载周期流技术测量端到端路径可用带宽。通过探测组成周期流的数据包的单向延时是否呈现增加趋势,判断周期流的发送速率是否大于端到端路径可用带宽,然后采用类似二分查找的算法控制周期流的发送速率逼近端到端路径有效带宽。但是Pathload算法存在收敛速度较慢,测量开销太大的不足。本文针对该方法的缺点提出了改进的可用带宽测量算法,改进的可用带宽测量算法采用周期流组到达目的端的速率代替周期流的发送速率,能快速测量网络的可用带宽,测量准确性更高,降低了测量开销。NS2上的模拟实验结果表明,该方法是可行的和有效的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 网络性能及带宽测量技术研究现状
• 1.3 论文结构安排
• 第二章 网络测量方法概述及带宽
• 2.1 网络测量方法
• 2.1.1 主动测量和被动测量
• 2.1.2 两种测量方式的比较
• 2.1.3 网络层测量和应用层测量
• 2.2 带宽定义
• 第三章 端到端路径可用带宽测量方法概述
• 3.1 自拥塞可用带宽测量方法
• 3.1.1 包间隔模型
• 3.1.2 包速率模型
• 3.2 基于数学模型的可用带宽测量方法
• 3.2.1 基于包丢失率的测量方法
• 3.2.2 基于包间到达间隔的测量方法
• 3.3 小结
• 第四章 带宽测量的分析和仿真工具NS2
• 4.1 测量包大小的选取
• 4.2 带宽测试需要考虑的其它问题
• 4.3 仿真工具NS2
• 4.3.1 网络仿真概览
• 4.3.2 仿真工具NS2
• 4.3.3 NS2 仿真的基本流程
• 4.3.4 构建测量网络考虑的因素
• 第五章 基于自拥塞理论的可用带宽的测量方法的分析与改进
• 5.1 可用带宽测量算法
• 5.2 对算法的改进
• 5.3 实验结果及分析
• 5.4 小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文