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网络时延主动测量中探测干扰和发包模式的误差分析

作　者: 陈伟基
导　师: 黎文伟；徐哲
学　校: 湖南大学
专　业: 软件工程
关键词: 网络测量 端到端测量 主动时延测量 误差分析
分类号: TP393.06
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 32次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


随着计算机的快速普及,互联网规模变得越来越庞大,结构变得越来越复杂,成为一个异构、大容量和分布式的网络。而伴随诸如远程医疗、视频会议等新应用的出现,用户对互联网的要求不断提高,这就要求我们对互联网的状态有更为清晰的了解。但自从互联网出现以来,对它的测量就一直落后于互联网的迅猛发展。近些年来网络测量技术出现和发展以后,也存在一些问题。端到端主动网络测量是网络测量中的重要技术。其中时延测量对于可用带宽测量、网络拓扑推测和网络QoS (Quality of Service)测量具有重要意义。在主动测量中,由于需要向链路中注入探测流量,这些探测流量会对所要测量的目标链路的负载造成干扰；还有主动测量中发送探测包的模式,即发包模式,包括包尺寸、发送间隔以及发送速率等,都有可能影响测量结果,造成误差。但在网络时延主动测量中,出于计算方便等方面的考虑,现有测量技术大多没有考虑上述几个因素的影响。因此研究上述问题成为有意义的工作。本课题主要就是针对探测流量对链路的干扰以及发包模式对测量结果的影响展开分析和研究。本文内容主要包括：1.围绕端到端时延主动测量进行详细讨论,研究探测流量对负载的干扰,采用理论推导的方法,提出负载干扰函数来进一步分析。然后研究发包模式对测量结果准确性的影响,推导突发流量下时延的上下界理论值以及时延上下界和发包模式之间的关系。2.依据分析结果,建立合理的仿真实验对分析进行验证,采用NS-2平台,对照之前的分析结论进行仿真。通过分析和仿真,验证了负载干扰函数以及时延上下界理论值和发包模式之间的关系的初步正确性。3.在实际网络中进行实验,探讨负载干扰函数的应用以及发包模式影响时延上下界的情况。在Linux环境下采用合适的发包工具进行实验,验证了之前本文提出的相关理论。最后是结论,对全文进行总结,并对网络时延主动测量中误差分析的作用及意义进行展望,指出目前研究中还存在的一些问题和不足,以及未来的研究方向。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章 绪论  10-16
  1.1 课题背景与意义  10-11
  1.2 国内外网络测量研究状况  11-14
  1.3 课题研究内容及主要任务  14
  1.4 论文的结构和安排  14-16
第2章 端到端网络测量基础  16-30
  2.1 端到端网络性能测量  16-21
    2.1.1 端到端网络测量的构成  16-18
    2.1.2 端到端网络测量包括的内容  18-21
  2.2 端到端测量方式分类  21-25
    2.2.1 ICMP测量、UDP测量和TCP测量  21-23
    2.2.2 多播测量和单播测量  23
    2.2.3 被动测量和主动测量  23-24
    2.2.4 端到端测量目前存在的问题和应用前景  24-25
  2.3 端到端网络时延测量  25-29
    2.3.1 时延的基本概念  25-26
    2.3.2 时延的分类  26-27
    2.3.3 影响网络传输时延的因素  27-29
    2.3.4 网络时延主动测量存在的问题  29
  2.4 小结  29-30
第3章 探测干扰和发包模式的误差分析  30-39
  3.1 引言  30-31
    3.1.1 背景概述  30-31
    3.1.2 主动测量中探测流量对负载的干扰  31
    3.1.3 主动测量中的发包模式  31
  3.2 探测流量对负载的干扰分析  31-33
    3.2.1 测量相关的随机变量定义  31-32
    3.2.2 探测流量造成的负载分析  32-33
  3.3 发包模式的误差分析  33-38
    3.3.1 流体模型假设  34-35
    3.3.2 实际流量情况下测量结果分析  35-36
    3.3.3 包串测得的时延  36
    3.3.4 基本随机过程的性质分析  36-37
    3.3.5 推测时延结果的界限  37-38
  3.4 小结  38-39
第4章 仿真设计与结果分析  39-49
  4.1 仿真工具NS-2概述  39-41
    4.1.1 NS-2简介  39-40
    4.1.2 NS进行网络模拟的方法和TCL脚本流程  40-41
  4.2 突发流量状态时延测量误差仿真  41-45
    4.2.1 仿真环境  41-42
    4.2.2 仿真过程及结果分析  42-45
  4.3 时延上下界及发包模式的误差仿真  45-48
    4.3.1 时延的测量结果范围  45-46
    4.3.2 仿真实验设计  46-48
  4.4 小结  48-49
第5章 实际网络中的测量  49-55
  5.1 负载干扰函数在提高实际测量精度中的作用  49-52
    5.1.1 实验环境和工具  49-50
    5.1.2 实验方案  50
    5.1.3 实验结果及分析  50-52
  5.2 发包模式及时延上下界理论在实际测量中的作用  52-54
    5.2.1 实验环境和实验方案  52-53
    5.2.2 实验结果及分析  53-54
  5.3 小结  54-55
结论  55-57
参考文献  57-61
致谢  61-62
附录A 攻读硕士学位期间所发表的学术论文  62

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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 > 计算机网络测试、运行
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