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《哈尔滨工业大学》 2007年
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基于主动测量的网络性能分析

孙红杰  
【摘要】: Internet的应用已经渗透到社会生产和生活的各个领域,改变着人们的生活方式,成为人类社会的基础设施。但人们对Internet网络行为的了解还很有限,研究尚处于初期阶段。开展Internet性能测量和分析研究的目的是提供定量描述网络性能的方法、手段和工具,为Internet的定期、持久、大规模的测量与分析奠定基础,为Internet的科学管理、有效控制和科学规划下一代Internet提供依据。同时,随着IP网络的迅速发展,网络规模日益扩大,复杂程度不断提高,承载的业务也越来越多样,从而发生故障的概率也越来越高。如果网络出现故障或运行状态不佳,会导致运营效率的下降,甚至会造成无可挽回的巨大损失。因此对IP网络进行性能测量和分析方法研究,已成为用户和网络经营者的迫切需求。 通过对网络性能进行测量和分析,采集广泛的性能测量数据,发现性能的变化或异常情况,能够为用户优化网络结构、发现网络瓶颈,优化网络配置,监控网络故障和提高系统性能提供有效的依据,并进一步发现网络中可能存在的潜在危险,更加有效地进行网络性能管理,为网络服务质量的验证和控制提供支持,对服务提供商的服务质量指标进行量化、比较和验证。同时,IP网络性能测量系统的研究与设计,也成为IP网络研究与建设必不可少的重要内容和热点问题。 本文从主动测量的角度出发,对网络性能进行实时测量和分析。弥补了传统网管系统以网络设备为主要管理对象,无法对管理域外的网络进行测量和监测的局限性,同时还避免了其它监测方式对用户的安全性和隐私权带来的影响。 文章首先对网络性能测量技术的研究现状与发展进行了概述;通过结合网络性能的实际情况,从实用性、易用性的角度,实现了一个基于主动测量的网络性能测量系统,实际测量了国内四家ISP之间的用户感知的网络性能;提出了综合性能评价标准,对用户感知的网络性能进行了评价,与实际观测的网络性能相附,由于参数比重的可调性,通过合理选择参数,此评价方法可作为不同性能需求的评价标准;在深入研究网络透视技术的基础上,分别利用A*算法和蚂蚁算法对网络透视技术常用的EM算法进行了改进,提高了EM算法的收敛速度,满足了网络透视技术在网络性能监测中的实时性需要,该算法的改进思路同样也适用于网络透视技术中的其他应用研究,具有实用性和一定的发展潜力;在网络性能分析方面,提出了基于网络透视技术的网络性能主动预警方法和网络拥塞主动检测方法,从主动探测得角度出发,从宏观的角度对大规模网络进行实时监测和主动预警;文章给出了基于主动测量技术的网络性能分析系统的框架结构,以主动测量技术为基础,实现可视化的网络性能测量、性能评价、主动预警和网络拥塞检测功能,针对网络异常性为的渗透性和扩散性,网络性能的监测定位到具体链路,细化了网络性能监测的粒度。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TP393.07

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