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《电子科技大学》 2006年
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自相似业务流的预测研究

程红霞  
【摘要】: 近年来的网络业务流特性研究表明,多种不同类型的网络业务流不仅具有短相关特性,还呈现长相关特性或自相似性。正是这种长相关性给业务流的长期预测提供了可能性。 本文阐述了网络业务流的特性,给出了自相似的定义和相关的一些重要定理,分析了自相似业务流的特点,对业务流的自相似性进行了总结。 根据自相似业务流的长相关特性,本文重点讨论了两种数学模型,目的是用这两种模型对自相似业务流进行预测,进而根据预测结果对计算机网络节点的存储器资源进行合理的分配,使得丢失率达到最小。 第一种模型是FARIMA(Fractional AutoRegressive Integrated Moving Average)模型。该模型可以描述和预测同时具有短相关和长相关特性的网络业务,通过选择合适的模型参数,对自相似业务流进行预测研究。 本文的重点放在对FARIMA模型的研究上,因为它是一个线性模型,实现起来更容易一些。本文首先介绍了FARIMA模型的定义,产生FARIMA过程的方法,并进行了仿真来验证FARIMA过程是一个自相似过程。接着,介绍了利用FARIMA模型进行建模的过程,即根据网络业务流,求解FARIMA(p,d,q)模型中的三个参数p、d、q的过程,即FARIMA模型的拟合过程。最后,根据已经得到的FARIMA(p,d,q)模型,提出了预测未来业务流流量的方法,并通过实际业务量进行了验证。研究结果表明,FARIMA模型是进行自相似网络业务流预测的有效模型。为了减小计算量,本文对FARIMA模型拟合的方法和具体步骤进行了深入的研究,简化了运算步骤,提出了一种简化的预测方法。这种方法的关键是将FARIMA模型的拟合问题转化为ARMA模型问题,从而大大缩短了模型建立的计算难度和时间。 第二种模型是神经网络反向传播算法模型。本文介绍了该算法的特点和具体实现步骤。根据自相似业务流的长相关特性,采用5层神经网络模型和后向传播算法,对自相似业务流的预测进行了研究。研究结果表明,该模型能够较好地预测自相似业务流,特别是在预测精度上比FARIMA模型要高,但是它的计算量较大。 建立预测模型及根据模型进行预测,对于网络带宽资源的分配、改进网络中缓冲区的丢弃算法、减小丢失率都具有十分重要的意义。实际数据的仿真实验结果表明,将自相似业务流的预测应用到存储器的分配中,大大地减小了丢失率。
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TN915.06

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 杨双懋;无线网络中的流量预测与MAC算法研究[D];电子科技大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 尹明;一种基于小波神经网络的网络流量预测模型的研究[D];吉林大学;2011年
2 罗金花;基于神经网络预测的以太无源光网络服务质量优化研究[D];华中科技大学;2011年
3 苏占波;基于FARIMA模型的网络流量建模与预测[D];电子科技大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 张连芳,薛飞,王雷,刘嘉焜,舒炎泰;自相似网络业务的一个FARIMA模型[J];计算机研究与发展;2000年09期
2 舒炎泰,王雷,张连芳,薛飞,金志刚,OliverYang;基于FARIMA模型的Internet网络业务预报[J];计算机学报;2001年01期
3 高俊芳,吴清;时间序列ARMA模型及其应用[J];上海工程技术大学学报;1996年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 汲锡林;肖刚;王建新;;网管测试平台中流量数据的生成算法[J];吉林大学学报(信息科学版);2007年06期
2 刘贯群,王秉忱,郑西来,邱汉学,穆来旺;内蒙古孪井地区降水量的时间序列分析预报模型[J];工程勘察;2003年04期
3 申远;;湖北省居民消费水平的时间序列分析[J];经营管理者;2010年24期
4 王晖;季振洲;朱素霞;;自相似网络流量模型研究[J];智能计算机与应用;2013年02期
5 权冀川,李煜,周满珍;自相关性对IP网络数据流量预测影响的实验分析[J];解放军理工大学学报(自然科学版);2005年05期
6 高文宇;王建新;陈松乔;;PFED:一种基于预测的公平的主动队列管理算法[J];计算机研究与发展;2006年02期
7 吴文清,赵黎明,刘嘉焜;基于混沌理论的网络流量BP神经网络预测[J];计算机工程与应用;2005年17期
8 胡申敏;许维胜;王中杰;余有灵;;基于分数差分和Fuzzy-AR的网络流量建模和预测[J];计算机工程与应用;2006年19期
9 吴文清;赵黎明;刘嘉焜;;网络流量的混沌特性及成因探讨[J];计算机工程与应用;2006年19期
10 曹建华;刘渊;戴悦;;一种基于灰色神经网络的网络流量预测模型[J];计算机工程与应用;2008年05期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 李正农;刘艳萍;王莺歌;;实测风场数据的修正与预测[A];第19届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ册)[C];2010年
2 高玮;郑颖人;;岩土工程中的几种位移预测方法探讨[A];新世纪岩石力学与工程的开拓和发展——中国岩石力学与工程学会第六次学术大会论文集[C];2000年
3 ;Network Predictive Control based on FARIMA Time-delay Model[A];第24届中国控制与决策会议论文集[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张校辉;互联网流量特性分析、建模及应用[D];解放军信息工程大学;2009年
2 陆正武;VBR流媒体分块与I/O调度研究[D];华中科技大学;2011年
3 任超群;土地出让价格信号对房价的影响研究[D];浙江大学;2011年
4 吴敏;P2P网络流量控制管理若干关键技术研究[D];南京邮电大学;2011年
5 李建武;遗传算法适应值曲面及遗传算法困难度分析[D];天津大学;2003年
6 谢高岗;IP网络性能测量技术研究[D];湖南大学;2002年
7 王树青;海洋平台结构的系统辨识与振动控制技术研究[D];中国海洋大学;2003年
8 龙图景;网络业务流的建模分析及Web业务流控制研究[D];清华大学;2004年
9 赵其刚;基于流量预测的下一代网络动态QoS研究[D];西南交通大学;2005年
10 高文宇;网络QoS控制中的队列管理和接纳控制研究[D];中南大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 姜丽;好望角型船舶运价指数预测[D];大连海事大学;2010年
2 刘康平;ForCES路由器内部通道流控技术研究[D];浙江工商大学;2011年
3 曹博;多业务流量发生器的设计与实现[D];吉林大学;2011年
4 籍风磊;面向业务的带宽估计和带宽分配方法的研究[D];吉林大学;2011年
5 朱斌;网络流量的自相似特性及流量预测研究[D];江南大学;2011年
6 刘学文;基于分数差和分形滤波的网络流量模型[D];山东大学;2011年
7 邹天际;网络模拟中背景流量模型的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
8 张烁;多模式网络流量生成技术研究[D];解放军信息工程大学;2010年
9 任义龙;基于自相似性的网络攻击检测研究[D];江南大学;2012年
10 厉燕新;ARMA模型在两相流检测中的应用研究[D];浙江大学;2004年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙韩林;金跃辉;崔毅东;程时端;;粗粒度网络流量的灰色模型预测[J];北京邮电大学学报;2010年01期
2 吴援明,黄际彦;自相似业务流的有效带宽[J];电子科技大学学报;2005年03期
3 赵东风,李必海,郑苏民;二叉树形冲突分解算法研究[J];电子科技大学学报;1996年S2期
4 尹首一,林孝康;无线Mesh网络流量自相似性研究[J];电信科学;2005年04期
5 陈惠民,蔡弘,李衍达;自相似业务:基于多分辨率采样和小波分析的Hurst系数估计方法[J];电子学报;1998年07期
6 林宇,程时端,邬海涛,金跃辉,王文东;IP网端到端性能测量技术研究的进展[J];电子学报;2003年08期
7 盛敏,李建东,江帆;应用于无线信道的混合型冲突分解算法[J];电子学报;2005年04期
8 季薇;郑宝玉;;无线传感器网络中基于NDMA的跨层协作多包接收[J];电子学报;2007年05期
9 姜明;吴春明;张旻;胡大民;;网络流量预测中的时间序列模型比较研究[J];电子学报;2009年11期
10 陈彦辉,谢维信;随机分形信号参数的分数差分估计[J];电子与信息学报;2001年01期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘干;宽带无线多媒体网络的动态带宽分配与QoS研究[D];华中科技大学;2005年
2 邹柏贤;网络流量异常检测与预测方法研究[D];中国科学院研究生院(计算技术研究所);2003年
3 王楠;无线局域网的网络流量特性与建模研究[D];中国科学院研究生院(计算技术研究所);2003年
4 冯慧芳;IEEE 802.11无线局域网业务流特性研究及预报[D];天津大学;2006年
5 于秦;无线网络流量分形特性分析与建模[D];电子科技大学;2006年
6 徐明霞;Ad hoc网络中的时分多址接入及跨层设计研究[D];浙江大学;2007年
7 闻勇;具有重尾特性的自相似网络通信量建模及预测[D];华中科技大学;2006年
8 文凯;无线Ad Hoc网络中的节能策略研究[D];电子科技大学;2008年
9 吴援明;网络中自相似业务流的特性及其影响研究[D];电子科技大学;2008年
10 余柳;基于移动源数据的城市快速交通事件检测W-CUSUM算法与评价[D];北京交通大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孟维伟;基于神经网络的交通量预测技术研究[D];南京理工大学;2006年
2 冯海亮;基于联合神经网络的流量预测模型[D];山东大学;2007年
3 白燕;基于灰色神经网络组合模型的流量预测与评估方法研究[D];西安建筑科技大学;2007年
4 陆国浩;网络流量预测系统的研究与实现[D];苏州大学;2007年
5 胡大民;网络流量自相似特性与预测研究[D];浙江大学;2008年
6 罗维东;Internet网络流量预测[D];西华大学;2008年
7 陈振伟;基于神经网络的改进网络流量预测算法的研究[D];河南大学;2008年
8 曹建华;基于灰色神经网络模型的网络流量预测算法研究[D];江南大学;2008年
9 戴悦;网络流量的混沌特性研究及网络流量预测算法研究[D];江南大学;2008年
10 李小航;网络业务流的特性分析及预测技术研究[D];江南大学;2008年
【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 赵聪;异构无线网络移动性管理技术研究[D];电子科技大学;2012年
2 高波;基于时间相关的网络流量建模与预测研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 史明虎;基于FARIMA模型的自相似业务流量预测[D];西安电子科技大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 陈惠民,蔡弘,李衍达;自相似业务:基于多分辨率采样和小波分析的Hurst系数估计方法[J];电子学报;1998年07期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王先涛,舒勤;网络传输层产生自相似业务的一个原因[J];中国测试技术;2005年03期
2 蔡弘,陈惠民,李衍达;自相似业务模型——通信网络突发业务建模的新方法[J];通信学报;1997年11期
3 薄明霞,章劲松,顾畹仪;自相似业务在WDM环网中的动态性能分析[J];无线电工程;2004年12期
4 张帆,张民,伍剑,叶培大;自相似业务下光缓存设计[J];光子学报;2002年04期
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10 闫江舟,刘增基;IPLS网络中基于业务划分的资源管理机制[J];西安电子科技大学学报;2003年02期
中国重要会议论文全文数据库 前9条
1 周亚建;钮心忻;;单一ON/OFF信源业务的自相似性研究[A];2005通信理论与技术新进展——第十届全国青年通信学术会议论文集[C];2005年
2 蔡弘;李衍达;张良杰;;利用神经网络对ATM网络中的自相似业务进行预测[A];1996年中国智能自动化学术会议论文集(上册)[C];1996年
3 辛文启;罗锋;;自相似业务源在OPNET下的一种实现及其对队列性能的影响[A];2005通信理论与技术新进展——第十届全国青年通信学术会议论文集[C];2005年
4 李彤岩;邱琪;;基于自相似业务的OBS网络性能分析[A];四川省通信学会2006年学术年会论文集(二)[C];2006年
5 陈栋;荆涛;尹琳琳;冯玉珉;;自相似业务流模型的分析与比较[A];2006通信理论与技术新进展——第十一届全国青年通信学术会议论文集[C];2006年
6 王学东;李建东;;基于业务预测的自适应信道分配算法[A];2005通信理论与技术新进展——第十届全国青年通信学术会议论文集[C];2005年
7 郑亮;严彬;;基于CDMA2000的分形窗口随机接入协议分析[A];全国第4届信号和智能信息处理与应用学术会议论文集[C];2010年
8 金志刚;王继东;舒炎泰;;重要事件采样仿真技术及其在网络性能评价中的应用[A];'2000系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2000年
9 荣宏;梁一鸣;吴蓉晖;徐成;喻飞;;无线局域网网络流量特征研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 周亚建;无线多址接入技术和多播路由技术研究[D];西安电子科技大学;2003年
2 刘建平;光突发交换网络边缘结点关键技术研究[D];西安电子科技大学;2006年
3 于秦;无线网络流量分形特性分析与建模[D];电子科技大学;2006年
4 陈亦欧;面向实时复杂系统的片上网络架构及映射技术研究[D];电子科技大学;2012年
5 张广兴;多尺度下的IP网络流量特征分析与研究[D];湖南大学;2011年
6 王嵚;ORPR中若干关键技术问题的研究[D];北京交通大学;2010年
7 谭巍;Ad Hoc网络中基于突发业务的MAC协议与路由协议研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
8 王锦山;用于高速网络的流量控制技术分析及研究[D];华南理工大学;1999年
9 张帝;光分组交换网若干关键技术研究[D];北京邮电大学;2006年
10 冯涛;ATM网络的业务源模型和流量管理[D];中国科学院研究生院(计算技术研究所);1998年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘恩伟;网络拥塞控制的RED改进算法研究[D];电子科技大学;2010年
2 籍风磊;面向业务的带宽估计和带宽分配方法的研究[D];吉林大学;2011年
3 罗彦婷;基于T-MPLS的自相似特性的网络流量模型的分析与研究[D];北京邮电大学;2010年
4 宁正容;网络自相似业务产生的研究[D];电子科技大学;2003年
5 林峰;无线网络业务模型呼损性能研究[D];湖南大学;2007年
6 史明虎;基于FARIMA模型的自相似业务流量预测[D];西安电子科技大学;2013年
7 袁园;自相似业务的组播交换仿真研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
8 哈谦;2.5Gbps自相似业务源硬件设计[D];北京交通大学;2009年
9 符涛;无线网络业务量模型及呼损性能改善策略研究[D];湖南大学;2006年
10 盘丽娜;宽带综合业务网的呼损性能分析及其容量规划方法研究[D];湖南大学;2007年
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