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并行网络模拟中拓扑抽象算法的研究与实现

作 者: 王美君
导 师: 李斌
学 校: 哈尔滨工业大学
专 业: 计算机科学与技术
关键词: 并行网络模拟 拓扑抽象 PDNS NS2
分类号: TP393.0
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 9次
引 用: 0次
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内容摘要


网络模拟是目前研究网络行为的一个重要的方法,但是由于网络规模大、复杂性高等特点,使得并行网络模拟成为了研究大规模网络行为的一种必不可少的方法。并行网络模拟系统在模拟大规模网络时,要求有较多的资源。减小模拟的拓扑规模是节约模拟系统消耗的资源、缩短模拟系统运行时间的方法之一。本文提出的拓扑抽象算法的主要思想就是减小模拟规模。本文首先研究网络模拟的运行机制,分析了影响模拟性能的因素,然后提出了减少模拟中资源消耗的策略,即拓扑抽象算法。在本文所介绍的高性能大规模网络模拟系统中,已经将大部分主机抽象了,只有涉及到安全事件的源攻击主机和被感染的主机才存在,安全事件是动态绑定在这些主机上的,这样的处理大大的减少了拓扑中主机对资源的消耗。本文提出的拓扑抽象算法主要是针对模拟拓扑中的路由器进行抽象,然后将抽象的结果写入文本文件和数据库。本文提出了三种拓扑抽象算法,线型抽象算法、星型抽象算法和基于重要节点重要边的拓扑抽象算法。基于重要节点重要边的抽象算法首先是对拓扑中的节点进行遍历,并按照一定的策略将拓扑中的环进行切割,然后再循环使用线型抽象算法和星型抽象算法对拓扑进行抽象,并将抽象结果输出。本文介绍的拓扑抽象算法中,被抽象的节点以一种数据结构被保存在抽象节点的内部。抽象节点内部的收发包都是采用动态连续计算完成的,减少了系统在运行时的离散事件数量。通过实验结果表明,并行网络模拟系统采用拓扑抽象算法后,在模拟时减少了内存的消耗,缩短了模拟运行时间,使并行网络模拟能够运行较大规模的拓扑,证明了本文提出的拓扑抽象算法具有较好的抽象性能。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-15
  1.1 课题来源  9
  1.2 研究目的和意义  9-10
  1.3 国内外研究现状  10-13
    1.3.1 主流网络模拟器简单的介绍  10-11
    1.3.2 提高并行模拟性能  11-13
    1.3.3 抽象方法研究现状  13
  1.4 本文研究内容及组织结构  13-15
第2章 并行网络模拟原理及性能提高研究  15-28
  2.1 并行模拟原理  15-18
  2.2 影响并行系统模拟的性能因素  18-20
  2.3 拓扑特性  20-21
    2.3.1 小世界特性  21
    2.3.2 无尺度特性  21
    2.3.3 社区结构特性  21
  2.4 拓扑抽象方法  21-23
    2.4.1 随机算法  22
    2.4.2 QoS 路由中的主要拓扑抽象算法  22-23
    2.4.3 串联和并联简化算法  23
  2.5 并行网络模拟中的拓扑抽象算法  23-25
  2.6 并行网络模拟系统设计  25-27
  2.7 本章小结  27-28
第3章 拓扑抽象算法的研究  28-39
  3.1 确定节点和边的重要性  28-30
    3.1.1 节点和边权值的计算  29
    3.1.2 节点、边的重要性和非重要性的确定  29-30
  3.2 拓扑抽象中切割环算法的实现  30-32
    3.2.1 拓扑中发现环算法  30-31
    3.2.2 拓扑中切割环算法  31-32
  3.3 抽象算法  32-38
    3.3.1 线型抽象算法思想  33-34
    3.3.2 线型抽象算法描述  34-35
    3.3.3 星型抽象算法思想  35-36
    3.3.4 星型抽象算法描述  36-38
  3.4 本章小结  38-39
第4章 拓扑抽象的实验结果与分析  39-51
  4.1 不同规模拓扑的抽象结果  39-41
  4.2 分析抽象拓扑在网络模拟中影响  41-44
    4.2.1 顺序扫描蠕虫模拟验证  41-42
    4.2.2 DDoS 模拟验证  42-44
  4.3 分析模拟中内存占用情况和模拟器运行时间  44-50
    4.3.1 顺序扫描蠕虫测试  44-46
    4.3.2 随机扫描蠕虫测试  46-48
    4.3.3 DDoS 测试  48-50
  4.4 本章小结  50-51
结论  51-52
参考文献  52-56
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果  56-58
致谢  58

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 计算机网络 > 一般性问题
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