基于流體模型的網(wǎng)絡性能分析方法.pdf

1、近幾年來Internet發(fā)展的速度和規(guī)模遠遠出乎人們的意料之外，面對紛繁復雜的網(wǎng)絡場景，我們越來越難以掌握網(wǎng)絡的狀態(tài)及運轉情況。因此現(xiàn)階段亟需一種切實有效的網(wǎng)絡性能分析手段，來幫助廣大的網(wǎng)絡設計者和運營商們更好地了解網(wǎng)絡性能。
　　本文首先簡要地介紹了網(wǎng)絡仿真模型的分類，分析了目前最常用的包模型存在的問題，并指出引入流體模型的必要性。之后本文介紹了網(wǎng)絡中常用擁塞避免技術：尾部丟棄(TD)與早期隨機丟棄(RED)；然后還介紹了常用的

2、擁塞管理技術：先進先出隊列(FIFO)、優(yōu)先隊列(PQ)與加權公平隊列(WFQ)，并探討了不同隊列技術與流體模型中連鎖反應的關系。
　　接下來本文主要探討了流體模型的兩種實現(xiàn)方式：基于時間驅動的連續(xù)系統(tǒng)和基于事件驅動的離散系統(tǒng)。在這兩種系統(tǒng)中，筆者均對其調度策略進行了擴展使其能夠支持WFQ與PQ。
　　本文先對基于流體模型的連續(xù)系統(tǒng)進行了深入研究，采用隨機微分方程對網(wǎng)絡中的TCP流和路由器中的主動隊列管理(AQM)進行建模，

3、并將該方程組轉化為一系列可解的微分方程，最后采用C++對該系統(tǒng)建模并實現(xiàn)，并把系統(tǒng)的仿真實驗結果與OPNET作了對比，驗證了其可行性與正確性。
　　然后，本文分析了基于流體模型的離散系統(tǒng)的原理及實現(xiàn)方式。離散系統(tǒng)模型的主要難題是FIFO端口事件的處理，筆者將其歸納為四種互斥情況并逐個進行分析。為了進一步提高仿真效率，可以考慮在流體模型中對路由協(xié)議進行簡化，于是筆者介紹了路由協(xié)議簡化的方法。
　　最后筆者建立了網(wǎng)絡通用仿真平臺

4、FMSimulator(Fluid Model Simulator)集可視化構建網(wǎng)絡拓撲、路由計算與快速網(wǎng)絡仿真的功能于一體，其內部仿真模塊的實現(xiàn)采用的是基于流體模型的離散系統(tǒng)。
　　為了驗證FMSimulator仿真結果的準確性，筆者設計了6個節(jié)點的小網(wǎng)與26個節(jié)點的大網(wǎng)兩個場景，分別對其仿真，并在相同場景下與OPNET的仿真結果進行對比。實驗表明，F(xiàn)MSimulator仿真結果與OPNET一致，而且在相同場景下FMSimula