基于网络演算的有损分形整形器及其性能模型

为改善Internet流量自相似等突发特征给网络性能带来的影响,提出了一种适合自相似突发流量的有损分形整形器的数学模型,分析了有损分形整形器的队列长度与延迟等性能,讨论了有损分形整形器的引入对端到端延迟、数据丢失总数以及平均包丢失率等的影响,得到了各性能指标上界与流量自相似参数的关系,给出了允许最大平均包丢失率下的最小缓存容量.这对基于分形整形器的拥塞和流量控制策略的评价、分形整形器自身参数的设计具有参考作用.     

缓冲区有限流量整形器性能参数的最小加代数表示

针对目前在流量整形器建模中将整形器视为无限缓存设备的缺陷,基于网络演算,使用最小加代数建立了有限缓冲区的流量整形器(FSS)模型,获得了FSS的分组时延和分组丢失与预留缓存空间的关系,给出了FSS性能参数的最小加代数表示.研究结果表明:当贪心整形器的服务曲线大于业务流的到达曲线时,整形器的引入不会额外增加业务流丢失的分组数,而整形器的缓冲特性能够减少网络中业务流丢失的分组数;在给定目标服务质量参数的前提下,相关结论可用于确定资源预留的上界,以改进网络的规划与设计.     

长相关业务量平均排队延迟的神经网络估计方法

从学者研究自然结构和科学数据的自相似性和分形性质,如网络流量数据等中,引入了一种估计多源排队系统中平均排队延迟的新方法。应用神经网络建模方法对自相似业务量进行预测并测定到达率和丢包率,以适应自相似流量模式的排队系统。     

网络IP流量的自相似性分析与研究

网络流量特征是分析和研究网络性能、规划网络建设的基础。随着网络的普及以及新应用的出现,网络的突发业务流量急剧增加。目前,以太局域网流量到达过程呈现突发性和间歇性的特点,网络流量自相似性的发现和概念的提出给流量的建模开辟了新的出口。本文先从自相似的理论基础入手,阐述了自相似、长相关和重尾分布,并分析它们之间的区别与联系。在此基础上,重点介绍几个经典的分布模型。     

光突发交换网络中TCP短流的分析模型

分析了光突发交换(OBS)网络中突发传送方式对TCP短流的影响,以平均发送完成时间为主要性能指标,提出了一种OBS网络中TCP短流的分析模型,导出了一个平均发送完成时间与TCP短流长度、突发丢失率、突发组装时间以及往返时间等之间的递推表达式.仿真验证了分析的正确性,结果表明,当突发丢失率小于0.01且突发组装时间与往返时间之比小于0.1时,突发传送方式对TCP短流的性能没有影响.     

IP流量规划对网络延迟性能的影响

IP流量规划 (TrafficEngineering,TE)基于多路径路由优化网络的流量级、资源级的性能。由于数据流的不同数据包沿不同路径到达目标结点 ,TE动态优化使数据流的服务质量 (QualityofService ,QoS)参数延迟、延迟抖动等具有不确定性。对此 ,研究了TE选择多路径和分割数据流对延迟等的影响 ,结果说明 :TE能改善网络延迟性能     

OBS网络中IP分组长度分布对业务流自相似性的影响

近年来,大量研究发现,网络流量呈现自相似性,自相似会导致数据分组延迟增大,丢包率增加,网络性能恶化。着重论述了在OBS固定时间汇聚算法下,用于汇聚成突发数据分组的IP分组长度对业务流自相似影响的问题。突发数据分组的汇聚算法是光突发交换的关键技术之一,其中,固定时间汇聚(FAP)算法可以平滑流量、降低流量自相似性。用于汇聚成突发数据分组的IP分组,其自身长度对固定汇聚(FAP)算法的流量整形有一定影响。仿真结果表明,存在最佳汇聚时间门限,能极大地降低业务流自相似程度,且最佳汇聚时间门限与IP分组长度均值有着密切关系。     

光突发交换网络的数据突发延滞调度策略分析

目的改善光突发交换(OBS)网络的QoS性能。方法提出了一种新的光迟延线(FDL)缓冲调度方法,即突发延滞调度策略。结果利用FDL将竞争中的低优先级DB做适当延时,通过BCP的二次信令调整OBS网络中该数据突发(DB)的波长信道预约,以解决突发的竞争问题;通过理论分析和系统仿真方法研究了OBS网络业务流量对DB丢失率和端到端时延的影响。结论该策略能有效地解决OBS网络中DB的竞争现象,为高优先级DB提供了端到端的QoS保证。     

OBS网络中IP分组长度分布对业务流自相似性的影响

近年来，大量研究发现，网络流量呈现自相似性，自相似会导致数据分组延迟增大，丢包率增加，网络性能 恶化。着重论述了在OBS固定时间汇聚算法下，用于汇聚成突发数据分组的IP分组长度对业务流自相似影响的 问题。突发数据分组的汇聚算法是光突发交换的关键技术之一，其中，固定时间汇聚（FAP）算法可以平滑流量、降 低流量自相似性。用于汇聚成突发数据分组的IP分组，其自身长度对固定汇聚（FAP）算法的流量整形有一定影 响。仿真结果表明，存在最佳汇聚时间门限，能极大地降低业务流自相似程度，且最佳汇聚时间门限与IP分组长     

基于自相似流的星上虚拟信道调度算法研究

以高级在轨系统(Advanced Orbit Systems,AOS)空间数据链路协议为基础,建立了CCSDS AOS协议信源模型,对比分析了自相似流量模型下先来先服务(first-come-first-served,FCFS)和时间片轮询(round-robin,RR)虚拟信道调度算法的性能.根据网络流量具有自相似性的特点,采用时间间隔服从正态分布的分形布朗运动流量模型描述AOS虚拟信道中数据流的自相似特性,并使用快速傅立叶变换方法生成了不同自相似系数的分形布朗运动流量,获取了数据包的到达时间、到达时间间隔和数量;之后通过仿真实验对比了FCFS和RR两种虚拟信道(VC)调度算法的时延和积压性能.实验结果表明,当到达数据量较小时,两种调度算法性能相当;当到达数据量较大时,RR调度算法的时延和积压性能明显优于FCFS调度算法.研究结果可为AOS虚拟信道调度算法的研究和设计提供参考.     

多路自相似流输入下基于FBM模型的丢包率分析

从分形布朗运动(FBM)模型出发,结合高斯输入下的丢包性能,推导了多路自相似流输入下丢包率的理论分析.结果显示,在多路自相似流输入情况下,若各条流的均值、方差近似相等,则Hurst参数最大的流对合成流的丢包率具有决定性的影响.该结论通过仿真得到了很好的验证.所提出的分析方法和得出的结论对于网络节点性能分析、缓冲区设计及资源调度等具有实际的指导意义.     

用于无线传感器网络的比例公平队列调度算法

提出了一种适用于无线传感器网络的比例公平队列调度算法,该算法以不同业务类别的平均分组到达率为依据,通过为不同业务类别分配服务配额,在加权轮询调度(WRR)算法的基础上可实现比例公平的平均公组传输时和平均分组丢弃率.由于所提算法仅以不同业务类别的平均分组到达率为依据,无需执行加时间戳、根据时间戳排队等复杂操作,所以更适用于资源受限的无线传感器网络率搭建的实际环境测试发现,当以平均分均传输时延为评价参数时,所提算法可实现比例公平分组传输时延,当所有队列都发生丢弃且以平均分组丢弃率为评价参数时,可实现比例公平的平均分组丢弃率.     

Self-similar traffic analysis in optical burst assembly

This paper investigates the traffic properties before and after assembly at edge node of Ethernet over optical burst switching （OBS） network for the first time. Burst and inter-arrival time distributions are simulated under time-based and length-based assembly schemes. Self-similar traffic Hurst parameter is compared through R/S and V/T plot. Finally three self-similar traffic generating methods are given. Simulation resuhs demonstrate that, muhi-source traffic increases self-similar degree, however after assembly, time-based scheme can decrease self similar degree, and aggregated burst size is close to Gaussian distribution. Length-based method has no effects on the self-similarity of input traffic. RMD is fit for study of burst network with large self-similarity.     

高速公路交通流的分形特征实证分析

高速公路交通流演化分形特征的研究有助于深刻理解高速公路交通系统的内在演化规律, 为高速公路交通流的预测和控制提供理论依据. 本文利用统计学方法和复杂网络可视化技术对高速公路交通流的分形特征进行实证分析. 首先, 利用重标极差法计算了交通流时间序列的Hurst指数和V统计量, 发现不同时间标度下高速公路交通流时间序列的Hurst指数都大于0.5, 并且V统计量曲线有上升趋势, 说明高速公路交通流时间序列具有自相似性和长程相关性; 然后, 根据可视算法, 将高速公路交通流时间序列转化为复杂网络, 计算网络的拓扑参数, 发现网络的度分布均呈幂律分布, 表明该网络为无标度网络, 进一步揭示高速公路交通流时间序列为分形序列. 同时发现网络的平均路径长度随网络规模的增大呈对数增长, 说明网络具有小世界特征. 实证分析的结果对高速公路交通流量预测中时间标度的选择和预测长度的确定有重要的参考价值. 本文的研究可以为揭示高速公路交通流演化的复杂性提供新的思路和方法.     

异构无线网络融合的建模仿真与性能评估

结合IEEE 802.16和IEEE 802.11标准实现移动互联网的接入,设计一种将WiMAX作为Wi-Fi回程支持的异构无线网络融合模型.利用OPNET仿真工具进行建模,采用自相似Pareto分布生成实时、非实时业务的网络流量,并根据不同应用的优先级需求,得出异构无线网络中相应业务的最优配置.分析结果表明:该融合模型与传统模型相比,不仅在实时和非实时业务上的时延抖动和响应时间更优,而且能满足异构无线网络对VoIP,HTTP和FTP等应用的服务质量(QoS)需求.     

延迟与带宽受限智能静态通信量疏导模式

基于分层图,在满足用户通信量请求延迟与带宽约束的前提下,以最大化用户通信量请求总体延迟满意度和最小化网络费用为目标,应用正交设计演化思想,引入小生境种群和杂交,设计了一种IP overDWDM光Internet中的延迟与带宽受限智能静态通信量疏导模式.基于VC++6.0,仿真实现了该模式,在多个实际网络拓扑上进行了性能评价,并且与已有疏导模式进行了对比.研究结果表明,该模式是可行和有效的,具有较好的性能.     

OBS突发装配的缓存安全间隔机制

研究了光突发交换边缘路由器上的突发装配,着眼于使其更加通用、合理和高效.为此,引入了单位输入比特率的概念以提高通用性,然后提出和分析了装配中的缓存安全间隔机制及其作用.通过设置适当的缓存安全间隔值,不仅可以避免因缓存溢出引起的分组损失,而且所获得的固定最大发送时间也为突发的信道调度带来了便利.采用边缘路由器上的自相似流量模型,通过网络仿真,讨论了缓存安全间隔取值对突发生成、网络性能及缓存使用的影响,并获得了相关结论.     

An Intrusion Alarming System Based on Self-Similarity of Network Traffic

Intrusion detection system can make effective alarm for illegality of network users, which is absolutely necessarily and important to build security environment of communication base service. According to the principle that the number of network traffic can affect the degree of self-similar traffic, the paper investigates the variety of self-similarity resulted from unconventional network traffic. A network traffic model based on normal behaviors of user is proposed and the Hurst parameter of this model can be calculated. By comparing the Hurst parameter of normal traffic and the self-similar parameter, we can judge whether the network is normal or not and alarm in time.     

车联网中基于非正交多址接入的簇重叠区域性能改进

由于车辆的高移动性和有限的移动范围,车辆分簇被认为是提高道路交通效率的一种有效方法.为了支持车联网中不断增长的业务量,提出了一种基于非正交多址接入技术的簇重叠区域(cluster overlap region with non-orthogonal multiple ac-cess,COR-NOMA)性能改进方案,该方案在目的车辆处利用最大比率合并(maximum ratio combining,MRC)来改进遍历和速率(sum-rate,SR),能有效降低相邻两个簇间冲突概率和传输延迟.分析了独立瑞利衰落信道下该方案的可达平均SR,并给出了其闭式表达式.数值结果验证了理论分析的正确性,所提出的COR-NOMA叠加编码信号传输方案能显著改善V2X(Vehi-cle to Everything)网络中车辆SR的性能.