IP网络带宽测量算法研究

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随着互联网的迅猛发展,互联网应用日益广泛,高清视频、P2P、移动互联等业务的拓展,对网络带宽提出了较高的要求。带宽测量的结果可以为网络资源管理、网络优化等提供有效信息。链路中背景流量的相关、自相似特性及突发性,使得可用带宽动态变化,链路带宽的实际测量面临很大困难和挑战。论文针对有线链路的端到端可用带宽测量问题,阐述了可用带宽测量的基本概念,测量方法和经典的测量模型,详细介绍了典型的可用带宽测量工具pathload和pathChirp。针对pathload、pathChirp测量负载大,测量过程中会阻塞链路的缺点,本文的可用带宽测量采用了链路状态积分的方法。该方法用往返时延测量数据作为链路状态的一种采样,通过将往返时延分类区分出链路的空闲与繁忙状态,继而可以通过积分计算出链路的空闲率,可用带宽可计算为链路容量与链路空闲率的乘积。其中链路空闲率的积分计算使用蒙特卡罗方法,蒙特卡罗计算积分具有实际的可操作性。基于上述思想本文实现了可用带宽测量工具IntegrateBW。通过NS-2仿真表明IntegrateBW测量结果准确,引入的测量负载小。本文也研究了无线链路的带宽测量技术。随着手机、PAD等无线互联设备的快速增长,无线链路的带宽测量得到了越来越多的关注。本文在无线链路带宽测量的工作在于两个方面:1.采用单分组技术变包长方法测量无线链路的容量;2.针对无线往返时延分布的特点,使用聚类算法对IntegrateBW进行了改进,使得往返时延数据可以根据密度自动分类,不受被测链路的影响,提高了算法的实用性。仿真试验证明了这两个算法的正确性。
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