網(wǎng)絡(luò)丟包對(duì)流測(cè)量影響的評(píng)估研究.pdf

1、“報(bào)文”是互聯(lián)網(wǎng)用IP協(xié)議進(jìn)行傳輸?shù)幕締挝唬彩潜粍?dòng)測(cè)量“感知”網(wǎng)絡(luò)的基本單位，因此被動(dòng)測(cè)量所獲得的原始信息是報(bào)文流，通常稱為“IPTRACE”。早期相關(guān)的研究工作直接面向TRACE展開，主要關(guān)注報(bào)文到達(dá)的統(tǒng)計(jì)特征，以及一些僅限于IP層的流量特性。隨后，對(duì)網(wǎng)絡(luò)流量行為的研究向更高的層次進(jìn)行，研究人員開始用屬于TCP層的、具有更完整邏輯含義的、面向端系統(tǒng)的“流”(flow，也稱數(shù)據(jù)流)這個(gè)概念，作為網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)行為研究的對(duì)象和基礎(chǔ)。這一做法

2、的好處在于可以將原先孤立的流量網(wǎng)絡(luò)層行為和應(yīng)用層行為關(guān)聯(lián)起來，使研究工作可以到達(dá)更高的境界。不同于“IPTRACE”，“流”信息無法直接通過被動(dòng)網(wǎng)絡(luò)測(cè)量獲得，于是將被動(dòng)測(cè)量所獲得的IPTRACE組成“流”既是研究人員獲取“流”信息的主要手段，也是對(duì)龐大的IPTRACE進(jìn)行摘要的一種手段。試驗(yàn)表明：被動(dòng)測(cè)量由于軟硬件的能力原因，測(cè)量系統(tǒng)存在“丟包”現(xiàn)象，那么基于丟包后的IPTRACE獲得的“流”它的可信度如何?本學(xué)位論文的研究工作主要圍繞

3、這個(gè)目的展開。研究工作分為三個(gè)階段，分別是：數(shù)據(jù)流超時(shí)研究、評(píng)估方法研究和網(wǎng)絡(luò)丟包對(duì)流測(cè)度的影響。 由于研究的目的不同，“流”的定義也不同，而對(duì)“流”的準(zhǔn)確的定義是評(píng)估工作的基礎(chǔ)。最常規(guī)的定義是五元組+超時(shí)。“流”超時(shí)研究始于K.C.Claffy，她于1994年提出的“主干網(wǎng)數(shù)據(jù)流超時(shí)時(shí)間以64秒為宜”的結(jié)論，被廣泛接受并大量使用。但十幾年來，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、設(shè)備的能力，特別是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用發(fā)展巨大的變化，64秒是否仍是合適的超時(shí)時(shí)間?本學(xué)

4、位論文使用和Claffy相同的方法對(duì)近期CERNET主干網(wǎng)流量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和分析，提出了目前主干網(wǎng)流測(cè)量超時(shí)值以16秒為宜的結(jié)論。這個(gè)結(jié)論在論文后面的部分中使用。 論文隨后進(jìn)行了丟包影響評(píng)估研究，主要分為四部分進(jìn)行，包括：指標(biāo)研究、評(píng)估系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析。首先進(jìn)行的是指標(biāo)研究。由于國內(nèi)外缺乏同類研究，論文從已有的參考文獻(xiàn)出發(fā)，系統(tǒng)化地歸納、總結(jié)和提出了用于評(píng)估丟包影響的指標(biāo)體系。這些指標(biāo)分為集合屬性和流測(cè)度兩

5、個(gè)大類，共計(jì)九個(gè)，分別是：流總數(shù)、流符合度、流報(bào)文容量分布、流字節(jié)容量分布、流持續(xù)時(shí)間分布、新流個(gè)數(shù)、活躍流個(gè)數(shù)、TCP流比例和UDP流比例。文中詳細(xì)給出了它們的定義、測(cè)量(計(jì)算)方法、對(duì)比方法和意義。通過這些指標(biāo)，可以客觀全面地考察網(wǎng)絡(luò)丟包對(duì)流測(cè)量結(jié)果的影響。 在此基礎(chǔ)上，論文基于上述研究成果設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)用于評(píng)估丟包影響的軟件系統(tǒng)。該按照規(guī)范軟件工程流程進(jìn)行設(shè)計(jì)和開發(fā)，該系統(tǒng)具備良好的通用性、可配置性和可擴(kuò)展性，可以隨時(shí)調(diào)

6、整配置參數(shù)、加入新的組流算法(定義)、增加Trace、新的測(cè)度算法和新的評(píng)估公式。 最后，論文用上述平臺(tái)和來自于CERNET主干網(wǎng)的IPTRACE，進(jìn)行了一次完整的丟包對(duì)流測(cè)度影響的評(píng)估，得出的主要結(jié)論包括：(1)16秒是適合于當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的數(shù)據(jù)流超時(shí)值。(2)流符合度指標(biāo)對(duì)丟包較為敏感，其變化趨勢(shì)和丟包率呈指數(shù)關(guān)系，其余指標(biāo)為線性關(guān)系。(3)丟包對(duì)16秒的影響小于對(duì)64秒的影響。(4)丟包對(duì)TCP流的影響小于對(duì)UDP流的影響。