基于自相似理论虹桥机场软交换网络流量建模及其应用研究

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1、ADissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityforMasterDegreeofEngineeringNETWORKTRAFFICMODELINGANDAPPLICATIONSTUDYOFHONGQIAOAIRPORTSOFT-SWITCHNETWORKBASEDONSELF-SIMILARTHEORYAuthor：ZhangYifanSpecialty：ElectronicsandCommunicationEngineeringAdvisorⅠ：AssociateProf.LiLinsenAdviso

2、rⅡ：SeniorEningeerXieZhengeSchoolofInformationSecurityEngineeringShanghaiJiaoTongUniversityShanghai,P.R.ChinaSeptember29,2013万方数据上海交通大学工程硕士学位论文摘要基于自相似理论的虹桥机场软交换网络流量建模及其应用研究摘要以软交换技术为核心技术的下一代网络NGN（NextGenerationNetwork）是一张集合了传统语音、数据传送、视频及多媒体等多种类型的业务，以IP网络为承载平台，为用户提供综合型服务和用户体验的基础通信网络。

3、这种网络核心技术的变革使得基于传统PSTN程控网络的流量模型（类似泊松模型、高斯模型等）无法在此类网络场景下准确地描述网络流量所具有的特征。这类网络中的流量具有自相似的结构，并在大时间尺度上具有突发性，因此利用自相似理论去研究分析网络流量就成为一个非常热门的主题。本文首先介绍了网络流量自相似模型的基本概念，然后对虹桥机场软交换网络的网络流量建模进行了研究。本文利用ZTENetNumen31网管软件对虹桥机场软交换网络的原始网络流量进行了大量的真实数据采集，并基于经典的R/S-AL方法，计算并分析了真实网络流量数据的Hurst参数和自相似属性，证实了软交换网

4、络流量的统计特征是具有自相似性的。在此基础上，设计并实现了用于虹桥机场软交换网络流量分析的HASN-FARIMA数学模型（HongqiaoAirportSoft-switchNetwork–FARIMA），详细介绍了建模的基本步骤、演算方法，并采用MATLAB软件进行了建模仿真和流量预测实验，通过与测量得到的实际流量进行第I页万方数据上海交通大学工程硕士学位论文摘要比对，证明本文构建的网络流量模型可以有效地反映真实网络流量特征。随后，本论文对HASN-FARIMA网络流量模型的实际应用展开进一步研究，基于模型实现了虹桥机场软交换网络与电信中继互联的话务量预

5、测，分析了现网中TG/SG设备冗余度配置；提出了软交换网络对IP承载网络的网络性能要求，对目前空管行业内较常见的四种异地传输链路是否适用于华东程控联网进行了分析，对华东程控联网的多个异地节点的网络流量进行了预算，分析了不同网络流量对异地传输链路选择的影响；分析了虹桥机场软交换网络中彩铃业务的网络流量组成，预测了发展彩铃业务所可能产生的网络流量。各项实验仿真结果表明，基于自相似理论建立的HASN-FARIMA网络流量模型具有广泛的扩展性，可有效地分析网络性能，帮助更好地实现网络资源的动态调度，具有较好的理论价值和实际应用前景。关键词：软交换，自相似，网络流量

6、建模，FARIMA第II页万方数据上海交通大学工程硕士学位论文ABSTRACTNETWORKTRAFFICMODELINGANDAPPLICATIONSTUDYOFHONGQIAOAIRPORTSOFT-SWITCHNETWORKBASEDONSELF-SIMILARTHEORYABSTRACTNextgenerationnetwork(NGN),whichfeaturessoft-switchaskeytechnology,isanewtypeofpublictelecommunicationnetworkbasedonIPtechnology.With

7、avarietyofvoices,data,videosandotherintegratedinformationtransmittedthroughthisnetwork,originaltrafficmodel(PoissonorGaussianmodel)basedonPSTN(PublicSwitchedTelephoneNetworks)isnolongerapplicable.Instead,networktrafficdisplaysself-similarityfeatures.Therefore,thestudyofnetworktraf

8、ficbasedonself-similartheoryhasbe