基于流量监控的网格性能优化关键技术研究.pdf

基于流量监控的网络性能优化关键技术研究湖南大学博士学位论文学校代号:密级:普通学号:
.
醐:训年日作者签名:素熏己鼬煮红蚝⒈C芸冢凇!D杲饷芎笫视帽臼谌ㄊ椤湖南大学学位论文原创性声明日期:乙。【。年孪缛学位论文版权使用授权书日期:乙。卜年以日本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖颉啊獭取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任法律后果由本人承担。’本学位论文属于⒉槐C芸凇作者签名:导师签名:.
摘要如何控制网络拥塞、优化网络性能,提高网络服务质量是急待解决的问题。本文研究流量监控及网络性能优化中几个主要问题,包括:网络流量监测点优化部署、基于多速率滴窳髁康男阅芊治觥⒒诤艚薪幽煽刂频牧髁靠刂啤基于分支路由器协调的流量控制和异常流量检测控制等问题,以期改善网络性能。论文主要研究内容包含以下几方面:缌髁考嗖饽P陀呕侍庋芯考捌浣扑惴网络流量测量的代价包括测量站部署代价和测量代价两个部分。网络流量监测模型优化的重点是:首先考虑部署尽量少的测量站降低部署代价,然后优化测量分配方案减少测量代价,并提高网络性能。利用流守恒规律,可以将网络流量监测模型优化问题抽象为无向图中的最小弱顶点覆盖问题。因求解最小弱顶点覆盖问题是一个难题,对于集中式网络,本文利用图论中关联矩阵的概念提出了一个近似算法,并分析了算法的复杂性,在此基础上将该算法拓展到顶点加权情况下图的弱顶点覆盖问题。对于分布式网络,本文给出了一种分布式求解弱顶点覆盖集的近似算法,该算法不需要维护网络拓扑的全局信息。仿真结果表明,所提出算法与以往方法相比,能找出更小的弱顶点覆盖集,具有更好的可扩展性。流量测量分配问题及其解决思路和近似算法,同样可用于解决测量延迟、丢包率等其它网络性能参数优化问题,对网络测量系统的设计和实现具有指导作用。谑凳盫业务流量的网络性能分析对多速率实时滴裣低持泻艚屑逗头肿榧吨饕P阅苤副甑姆治黾扑憬行了深入研究。对于资源部分共享情况,从多维链的全局平衡条件出发,提出了一种计算各业务在线连接数的联合概率分布的方法,在此基础上分析了呼叫损失概率和分组丢失率,仿真结果验证了算法的正确性。其次,分析了呼叫损失概率和分组丢失率等服务质量指标与其传输控制参数之间的函数关系。在分组级,先对信源发送速率呈畂分布的情形下系统的分组丢失概率进行分析,然后对更接近实际情况的一般实时滴竦男旁捶⑺托畔⑺俾实乃婊棠P进行研究,提出一种各业务源信息速率可取为某一最小速率肷整数倍的通用信源模型,并给出了分组丢失概率的理论计算方法。对几种典型信源发送信息速率概率分布下的分组丢失概率进行了分析比较,并通过仿真检验了该方法的正确性。诤艚薪幽煽刂频牧髁靠刂萍际对于资源部分共享情况,探讨了多速率滴裣低澈艚薪幽煽刂撇呗缘博宦畚
实施,提出了以峰值带宽和预期的分组丢失率门限为依据的呼叫接纳控制策略,并进行了理论分析和验证;对于资源完全共享情况,提出一种可支持多种实时可变比特率业务的呼叫接纳控制策略,该策略只需动态调整容量缩放因子,并根据容量缩放因子与物理容量之积、各类业务的在线连接数和呼叫请求的类型决定是否接纳一个呼叫,给出了呼叫损失概率、分组丢失率及容量缩放因子的求解方法,数值计算结果表明所提出的策略可提高系统的吞吐量。诜种酚善餍鞯牧髁靠刂萍际为了提高整个网络的性能,提出了一种基于分支路由器协调的组播流量控制策略,其基本思想是在各分支路由器节点处采用一种闭环控制器来对源端的发送速率进行实时调节,使得源端的发送速率趋于稳定;另外,策略还在拥有一定数量接收端的分支路由器处对其发送的数据进行拷贝,一旦在规定时间内收到接收端发来的重传请求信息包,则对该接收端进行数据重发。针对网络拓扑结构动态变化的情况进行了仿真试验,结果表明,该方法具有良好的可扩展性、稳定性。诹髁糠治龅囊斐A髁靠刂萍际利用流量统计分析和深度业务分析引擎,对电信级网络流量进行了综合分析,设计和实现了一套基于网络流量的宽带业务行为分析控制系统。提出了将该系统与电信网现有的网管系统、安全管理系统、大客户系统等其他系统接口的策略,以进行联动响应控制。运用主元分析法检测了异常流量,探讨了网络异常流量检测控制策略,并基于流量监测系统的监测数据对大规模电信网中宽带业务流量流向和行为特征进行了分析。该网络流