Internet包延迟行为分析和主动测量技术研究.pdf

摘要 Intemet经过30多年的发展取得极大成功，已经成为社会信息基础设施。另一方面 出于其发展的特殊性，人们对Intemet网络行为的了解还很肤浅。因而随着网络规模的 不断扩大，用户数量的迅速增长，网络应用种类层出不穷，网络监控与管理面临着闩益 、 严峻的挑战。网络测量是网络监控和管理的基本手段，而通过网络测量了解网络行为， 秘 ‘ 对于深刻理解网络运行规律，指导网络建设，合理配置网络资源，设计网络及应用协议 具有重要的意义。 测量采样技术和Intemet自动协作式测量技术与系统进行了深入研究。论文的创新性工 作主要体现在以下几个方面： 1．论文在高密度测量(测量间隔为10毫秒)的基础上发现小时间尺度下Intemet 往返延迟表现出规律的锯齿状突发态和平稳态两种截然不同的特性。论文根据突发态往 返延迟的特性提出一种基于相图的突发态数据分离算法，该算法可以剔除往返延迟测量 数据中呈锯齿状的突发态数据。我们使用该算法对所有测量数据进行了处理，并研究了 behavior)的影响。论文使用 突发态往返延迟对原始往返延迟数据标度行为(Sealing Detrended 并发现：总体上看，Intemet路径往返延迟不具有单一的标度行为：虽然突发态数据所占 比例很小，但却极大地影响着整个往返延迟序列的标度行为，剔除突发态数据后，平稳 态往返延迟可以很好的用长程相关模型进行刻画，Hurst指数在0．55和0．8之间。论文使 用数值模拟的方法对上述结论进行了验证。 2．论文对将主动测量用于用户流包延迟性能测量的问题进行了建模，并将该问题抽 、 象为主动测量采样问题。在对．该问题进行形式化描述的基础上，论文利用离散时间ASTA ●} (ArrivalsSee ～ 主动测量采样过程与包延迟过程不相关时，铡量结果才能够无偏；在具有长程相关的网 络流量中，由于流量强烈的突发特征和测量在时间上的均匀特征，主动测量目前最常使 用的采样技术，即泊松采样和周期采样，会低估用户流包延迟性能。论文提出了“模拟 主动测量试验”方法，并利用该方法对Intemet测量数据进行了分析，分析结果验证了 理论分析结果并得到结论：主动测量误差程度不受采样频率的影响。随后论文利用 Intemet流量数据结合仿真试验的方法在更加广泛的网络环境配置中对主动测量应用于 用户流包延迟性能测量的问题进行了分析，除了验证了上述结论外，论文进一步得到结 论：测量误差将随着链路利用率的增长而减小． Internct包延迟行为分析和主动测量技术研究：摘荽 3．针对目前已有的测量系统不能很好地支持协作式测量的自动执行，因而限制了大 规模协作式测量这一现状，论文提出一种基于主，从代理的自动协作式测量技术。该技术 可以实现协作式测量的自动执行，具有测量控制交互安全，额外流量少，简单灵活的优 述基于主／从代理的自动协作式测量技术，可以很好地支持大规模协作式测量。同时FOX 系统还具有以下特点：灵活高效的测量命令调度机制，可靠的测量命令执行方式，可靠 的测量结果收集、报告机制，测量的安全保证，有效的测量任务执行进程监控，对各种 测量工具的可扩展的支持。此外FOX还提供了统一的测量数据分析框架，能够容纳和 分析不同测量工具的测量结果，能够在不更改系统框架的前提下容纳和分析新增测量工 具的测量结果。FOX提供强大的过滤功能，可以只对有效数据或某一类特定的数据进行 分析，并且FOX系统还提供对其他测量系统数据进行分析的能力。 关键词：包延迟行为标度行为往返延迟主动测量泊松采样周期采样离散时间 ASTA协作式测量 广