路由器缓存容量的分析研究

互联网中的路由器在网络拥塞时利用缓存存储数据.目前,路由器缓存容量设计由动态的TCP拥塞控制算法决定,文章着重论述了基于TCP协议模型的各种最新缓存容量设计研究成果,这包括经验法则、斯坦福缓存法则、基于丢包率的缓存法则等,并在NS2上进行仿真实验并加以比较.此外结合长短流的区别以及其他方面总结了以往缓存研究的不足,并提出了下一步的研究方向.     

基于NS2的TCP性能仿真研究

探讨了目前应用较为广泛的网络仿真软件NS2的结构、功能、仿真原理及仿真方法,在此基础上,深入分析研究了TCP两种吞吐量模型的特性,并运用NS2仿真平台在不同场景下对两种模型进行了仿真验证,最后给出了这两种吞吐量模型的适用范围.     

TCP在数据包随机延迟网络中的性能分析

TCP数据包在网络传输中发生错误有两种形式:丢包与延迟.已有的成果大多只对TCP在丢包网络中的性能进行了建模,缺少对TCP在随机延迟网络中的建模问题的研究,为此提出了一个TCP在随机延迟网络中的性能分析模型.首先给出并证明了判断数据包流是否为正序的充要条件;然后利用该条件得出数据包流正序出现的概率;最后根据模型分析了TCP在随机延迟网络中的性能.实验结果表明,所得出的数据包流在发生随机延迟后正序的概率与实验网络基本吻合,所提出的模型与不考虑延迟的模型相比,对TCP最大拥塞窗口均值的预测误差降低了43%,对其网络吞吐量性能的预测误差降低47%.     

面向TCP的流媒体缓存技术的研究

TCP协议是当前网络的主流传输协议,因此利用TCP来传输流媒体是比较容易实现和很常见的.通过TCP协议能提供可靠的流媒体传输,但是想要高质量的多媒体服务却很困难.通过在接收端设定缓冲可在一定范围内减小TCP的缺点:首先缓冲必须足够大以确保多媒体数据的完整性;但是如果缓冲区过大,则会造成延迟过大或资源浪费,同样不能满足用户的要求.本文研究如何设定缓冲区大小才能使通过TCP协议传输的流媒体播放达到目标效果.文章分析了在流媒体传输过程中缓冲区对播放平稳度和实时性的作用及影响,在不同网络状况下计算出缓冲区大小和播放中断频率之间的关系,并在NS2软件上进行仿真实验.     

UDP流对路由器性能的影响分析

随着Internet的迅速发展，网络中不仅流量剧增，而且流量的性质也发生了变化，尤其是不采用TCP拥塞控制策略的多媒体数据流。这类流量的增加带来了不公平性和新的拥塞崩溃现象。本文提出了在路由器中采取主动的控制手段来解决上述问题，仿真结果表明所提出方法是有效的。     

一种限定非TCP友好流最大界的网络拥塞模型

针对非TCP友好流不遵守拥塞控制协议,易抢占TCP友好流带宽的不公平性,设计一种保证TCP友好流传输公平性的(TCP-Friendly)的网络模型.首先分析非TCP友好流的传输特点,给出非TCP友好流传输模型,并且估计出其传输流量的最大值.然后在设计控制器时将非TCP友好流考虑成等价干扰,并在线估计其传输带宽从而限定其的最大带宽,设计控制律时利用不确定项的等价干扰方法,以便抵消网络不确定性的影响.仿真结果验证了该模型能有效地保证了TCP友好流的传输带宽的公平性且保持在网络参数变化时更好的鲁棒性.     

TCP短流对拥塞点队列深度影响的分析

TCP短流是指始终处于TCP协议慢启动状态的TCP流,数据量一般在10 K字节左右.目前对这类流的队列行为缺乏研究和认知,存在不完备的理解.为研究这类流的队列行为特性,选取平均队列深度作为队列行为的定量分析参数,对到达率,数据量等短流自身参数以及瓶颈链路带宽和链路延时等网络参数对队列深度的影响进行NS2仿真分析.结果表明,这些参数和平均队列深度存在着类指数曲线关系.利用M/G/1模型,对短流行为建模,得到参数和队列深度的理论关系.最后发现,理论值和仿真值可以相互印证.     

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.     

NS不同版本对TCP仿真性能的影响

简要介绍了NS仿真工具，通过仿真分析首次提出了NS不同版本对TCP仿真性能的影响。结果表明，不同的NS版本仿真出的TCP性能有一定的差异，其原因为不同NS版本的C 源代码的实现有一些区别，有助于对NS进一步研究。     

基于TCBF算法的TCP流长度分布统计

为提高流测量系统的运行效率,减少其所需资源的消耗,在分析了TCP连接的释放以发送FIN报文或RST报文作为结束标志的基础上,提出一种新的报文过滤算法TCBF(time-outcounting bloom filter),用于统计TCP流长度分布.通过对有结束标志的流、没有结束标志的中长流和没有结束标志的中短流分别采用不同的统计处理方式,增加了网络测量性能,提高了测量系统的资源利用率.该算法不需要收集所有报文,而是只需要抽样少量报文即可对流长度做出统计.理论分析和仿真结果表明,TCBF算法在使用较少的存储空间的条件下,可以及时准确地对TCP流长度分布做出统计,满足实际测量需要.     

探测包大小对可用带宽测量精度影响分析

分析了用于测量可用带宽的网络模型和计算方法,构建虚拟IP网络环境,选用典型工具反复实验;采取人工干预包的大小的方法,找出最佳传输包的大小,得出适应不同网络环境的合理测量方法．     

利用访问控制列表在路由器上设置包过滤防火墙

在不增加软、硬件投资的情况下,利用路由器的访问控制列表来设置包过滤放火墙,可以实现防火墙的大部分功能,是一种增强网络安全的行之有效的方法     

基于包过滤路由器的防火墙的研究

根据实际的安全分析和业务需求分析,针对信息网络的安全问题,提出了一个通过包过滤路由器来构建计算机网络防火墙体系结构的方法,使防火墙在网络安全中发挥最大的作用.     

基于路由器的ICMP流量异常检测

针对使用ICMP(Internet ControlM essage Protocol)协议的网络病毒对网络性能影响日益严重的问题,利用路由器所处网络位置的优势,对流经路由器的ICMP数据包进行分析、统计,从中找出感染病毒主机的IP地址,并对其进行相应处理。经过实际应用结果表明,使用该方法可较为彻底地杜绝网络中ICMP数据包的大量泛滥,从而提高了网络的有效传输带宽。     

自相似流量及其对网络性能的影响

网络流量的自相似性是近期因特网研究的重点.由于在自相似性的形成原因以及它的参数化、实际应用上还存在很大的分歧,所以先总结了近期的研究结果,然后分析了该领域内几个研究方向.由于自相似流对排队性能有显著影响,所以在网络流控上考虑自相似性特征,并指定相应的控制算法会取得较好的效果.     

高带宽延迟网络中路由器缓存需求的仿真与分析

本文首先介绍了在当今高带宽延迟网络下路由器缓存需求的研究进展,重点讨论了基于TCP协议模型的五种典型的缓存设置方法,结合NS2仿真实验着重分析了在高带宽延迟网络下各种高速TCP协议和AQM机制与各种缓存设置方法的相互影响,并进一步总结了影响缓存需求的几个主要因素。通过仿真实验与分析得到如下结论：（1）基于不同的假设前提的缓存设置方法适应于不同的网络负载环境,缓存机制的选择取决于网络带宽延迟乘积与流数的比值;（2）在高带宽延迟网络下,当采用高速TCP和主动队列管理机制时缓存需求可以大大减小。     

流量自相似特性对ATM交换机缓存性能的影响

基于在广域网（ＷＡＮ）、局域网（ＬＡＮ）及综合业务为数字网（ＩＳＤＮ）中传输的可变速率业务（ＶＢＲ）等多种通信业务中普遍存在着自相似特性（长相关）,分析了在自相似流量下异步传输模式（ＡＴＭ）交换机的缓存溢出概率的上下界。结果表明,流量的自相似特性对缓存溢出概率有着非常的显著的影响。与利用传统流量模型得到的结果相比,基于相似模型得到的缓存缢出概率随缓存增加下降的速度要缓慢得多。