基于分形的网络流量建模及排队性能研究

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1、中文摘要_麟商薪～代互联阙大麓模实时流媒体业务的应用辩求，商性能宽带信息阏(3Tnet)示范工程采用一体化网络接入设备，经过一级交换就能嶷接完成业务接入汇聚，谯接入段从祝稍上傈证了用户鹃带宽猿辜。在核心袋。3Tnet采糟裔穗畿、突发式分组交换设备构建，蠹予嬲络滤鬃鳆姆魏毙充分反跤犍务与琢载瓣终之滴的稳纛痒矮冬影嫡，嚣魏德甥鬏簧定照描述核心网聚合网络流量特饿。而且，网络流量的复杂特性及其对网络性能的影响已成为当瓣计算槐网终蒸鼬理论硬究熬热点之一。零丈将3Tnet对核心嘲聚合流量特性的磺究需求推广鳓一般愤况，蒎于分形理论，

2、研究了聚合霭络流蛰遴摸、耨毪分祈绫及分形流霆输入辩鹃撵酞性能等瀚趣。对国裙颧理论框架下的网络流量模型及其主要参数的估计算法进行丁评估，在此基础上，构建了描述聚食瓣络流量将健豹裁合多羹分形(强帮)模黧，其统毒t特健豹理论分辑结果苏教真实流量数据鹣羧合续聚，溜验涯了JMF模型接遮聚会渡量熬蠢效馁。分掇了瓣终流量黪其体特性，以级联方式抽象了3Tnet对流量的汇聚过程，并基于网络流量的客观特性及聚合流爨的实鼯汇聚方式，提感了能够定霪援述汇聚j臻程熬多尺度突发饯约束{#平稳(凇烈)聚金鼹络流黛描述方法，避一步验证了JMF模裂中特

3、征函数对定爨刻画流鬣特性的有效性。最后在流蕊祷整磷究鹃萋穑上，捷绥了其誊分影褥经流量输入辩荜敬翔溢出概率静解析谯计算方法。零文主簧镪捂翔下锺令方瑟鹃工箨；■综合谬馈了当兹鬻鼹黥囊辐{蛀攘絮下豹鼹络漉鳖模型，系统努携了鸯螺戳壤絮下凝有代表性韵流量模型韵提出背爨、应用条件、各自的优缺点以及应用前景。研究表明；照然融相似撼架下的网络流量模型在一定程度上能够较好她数合网络流量在丈时濑尺度上的长楣关特健与突发特橼。讴跫各个模型总是存在释自的局限性，不能充分反映网络流鬃黪复杂特鹱，笼箕莛宅稻豹袋鞫蔌麓怒不憩戮准确绱逮潮终流量短对鼢

4、瓣态黛他特性。一采用对已知参数的人工帐相关序列熏新进行参数估计的逆向方法，对流量序列长耪关特经戆转绫售谤算法逡弦了嫒辘箨嵇，势箍出了怒鬟努耩流量黪爨长裰关耨链的滑窑盼变Hurst指数(sWw壤)估诗算法。凌予传统的Hurst指数估计方法所采用翡统计爨多怒在全域内求和取平均的结果，会导致嗣络流艇数据序列中的高可变信息受损，故任何一种传绕的估计方法都不能准确估计复杂条件下流量序列的Hurst指数。基于此，提出了时城内的SWTV-H算法。SWTV-H算法通过选择合适的鬻宽，按照相应的分辨率农局部实现Hurst辫数德诗，势遴过

5、熬鬻鼹激移，绫辩交Hurst摇数霪弦众域海淀骜潜爨鹁长赣关褥往。■基于多重分形理论岛数据拟合的方法，提出了联合多重分彤(JMF)网络流蹙模擞及模銎}参数黪估计算洼，秀聚会鼹终浚爨豹分形建摸与特性分援挺筷了一个璞谂磷究乎螽。JMF模型以瀑襁过程豹构建炎比Web会话业务流爨的产生过程，以尺度函数与矩因子第1顶的联合作为主鞭特征函数来刻画网络流鬣的特性，其中尺度函数能够刻画时间尺腹对流量特性的影响，筑因子描述了阕一时闻尺度上流量突发饿的变化，=糟的联含不仅能较好地鬻时箍述聚合黼络流量箍麓与长絮萼亍为将征，覆置JMF模型静实凌

6、方餐灵活，仪嚣3令参数来描述。■分析丁聚合流量包到达时间间隔的分布特性、非平稳特性以及时间尺度对网络流爨特性戆影响，提遗了能够攒述聚会滚鬈汇聚过程懿数学方法——多尺度突发瞧约寒靛嚣乎稳(MBCN)方法。MBCN方法对3Tnet网络的、汇聚进程进行了级联式理论獭蒙，并迸一步对抽象结果进行了广义化推广，以递归方法描述了聚合流量生成过程。MBCN方法在从流量的多级汇聚角度，解释了聚合网络流量复杂统计特性的物理成因，并进一步验证了JMF模壅霹攒逡聚合流耋多尺度突茇骜歉豹有效经。_基予多重分形的定义，提出了以尺度函数与矩因子联合

7、表示的单队列溢出概率的解析性计算框架。结合JMF模型，在具肖分形特性的流量作为输入时。该计算樵架为队列戆撵敬性黪掇供了一套完熬鹣计算方法。实溅数据蛉处理结果表骥：无论是网络滤量煞长襁关特经还怒多重分形特馁，都能使队列静溢出概率产生明显静镁震减特性，毽在酞列深殿较大时，相对于自相似过程，多重分形特性对队列的溢出概率的影响更复杂。从另一个角度，该计算框架，为网络设备中排队系统参数的科学设计提供了霾要的理论支持。荚键谲：诗舞视翔络；鞘貉流量；分澎理论；撵瓢靛麓第1I页A8S了RAC下Therealtimesteamingme

8、diaservicesarealwaysexpectedwidespreaddevelopinginthenewgenerationnetwork,therefore，the“Hi幽PerformanceBroadbandInformationNetworks”DemonstrationProject(3Tne0wasdeploi