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因特网流量建模及其在网络仿真中的应用研究

作　者: 伍春华
导　师: 蔡自兴；陈文革
学　校: 中南大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 网络仿真流量模型前景流量背景流量网络规划和设计 PDF CSPA
分类号: TP393.03
类　型: 博士论文
年　份: 2001年
下　载: 645次
引　用: 10次
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内容摘要

网络仿真是近年才发展起来的一种新的网络辅助规划和设计技术。一方面，它能够迅速有效地建立起网络拓扑模型，方便地对网络模型进行修改，然后仿真得到网络的性能参数，从而为网络规划和设计提供客观可靠的定量数据。另一方面，网络仿真能够验证或比较多个不同的网络设计方案，通过仿真得到的性能参数来判断不同方案的优劣，从而降低网络建设的投资风险和提高网络建设中决策的科学性。网络的流量特性极大地影响到网络的整体性能。本学位论文研究如何在网络仿真中建立精确而真实的流量模型。主要包括背景流量建模和前景流量建模两部分。背景流量是从实际网络中采集的基于IP层的网络端到端的流量，通过仿真可得到IP层及以下各层的网络性能参数。前景流量则是基于应用层业务的流量，通过仿真可得到TCP以上各层的性能参数。一个完整的流量模型应该是背景流量模型与前景流量模型的组合，在背景流量之上叠加前景流量可仿真得到整体网络的所有性能参数。本文首先对网络仿真技术的基本概念及应用流程做了详尽的分析，然后介绍了国际上在流量分析和建模方面所做的工作以及本文的研究内容。第二章讨论了流量建模的方法。基于大量仿真实验，本文提出了混合仿真建模的新方法，它结合了前景流量和背景流量建模的优点并同时提高了网络仿真的效率。第三章详尽地叙述了模型的建立过程，极好地解决了流量数据输入时与网络仿真软件OPNET接口的技术问题。同时，通过对三种流量模型(Poisson model、Self-similar model和Packet train model)的分析和比较，提出了APT背景流量仿真新模型。第六章，通过对client端和server端采集基于TCP层的流量数据进行分析而得到client端的请求包大小和请求时间，以及server端的响应包大小和响应时间的概率密度函数(PDF)，并利用数学工具对PDF文件进行合并、分析、整理和建立相应的PDF数学模型。同时就PDF在网络性能分析中的应用进行研究。本研究对前景流量建模做了开创性工作。论文的第六章以广东省163／169骨干节点广州B的网络模型作为实例，就流量模型的应用做了分析。第七章对本论文做了总结并提出了进一步研究的方向。附录中介绍了自行开发的流量分析工具CSPA的功能。

全文目录

第一章网络仿真技术及其应用  8-23
  1．1 课题研究的背景  8
  1．2 网络仿真发展概述  8-9
  1．3 网络仿真技术  9-14
  1．4 网络仿真技术应用及流程  14-19
  1．5 Internet流量特性分析及建模工作  19-22
  1．6 本文的研究工作  22-23
第二章流量建模的方法  23-28
  2．1 流量模型的建立方法  23-24
  2．2 背景流量和前景流量的关系  24-25
  2．3 混合仿真模型  25-28
第三章背景流量建模  28-45
  3．1 流量的采集  28-31
  3．2 流量文件的格式  31-32
  3．3 背景流量模型的建立  32-36
  3．4 APT背景流量仿真模型  36-45
第四章前景流量数学建模  45-67
  4．1 研究的意义  45
  4．2 业务层类型及属性参数  45-51
  4．3 实际网络流量组成分析  51-52
  4．4 分业务流量数学建模  52-61
  4．5 数学模型的验证和仿真  61-64
  4．6 基于有效带宽的流量规划  64-67
第五章 PDF的数学模型的仿真  67-95
  5．1 与PDF有关的几个问题  67-69
  5．2 PDF的数据处理  69-72
  5．3 数学模型的建立  72-84
  5．4 模型的评判  84-86
  5．5 数学模型与OPNET网络仿真软件的接口  86-88
  5．6 PDF的应用研究  88-95
第六章流量模型在网络仿真中的应用研究  95-105
  6．1 网络模型简介  95-97
  6．2 流量输入和流量浏览  97-99
  6．3 加入前景流量  99-103
  6．4 结果分析  103-105
第七章结论与展望  105-107
附录  107-116
参考文献  116-123
致谢  123

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