提高大規(guī)模離散事件網(wǎng)絡(luò)模擬性能方法的研究.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)模擬是研究網(wǎng)絡(luò)行為、評(píng)價(jià)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的重要手段，具有重要的學(xué)術(shù)研究與應(yīng)用價(jià)值。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，所需模擬的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模越來越大，而大規(guī)模離散事件網(wǎng)絡(luò)模擬所需的大量計(jì)算開銷無法讓人接受。如何減少大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)模擬的運(yùn)行時(shí)間、提高模擬性能，使得能快速模擬十萬、百萬節(jié)點(diǎn)級(jí)規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)，甚至使得模擬整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)成為可能，是一個(gè)亟待研究的問題，因此本文致力于此。
　　本文以大規(guī)模離散事件網(wǎng)絡(luò)模擬技術(shù)為研究對(duì)象，分析評(píng)價(jià)影響網(wǎng)絡(luò)模擬性能的各種因素

2、，研究提高大規(guī)模離散事件網(wǎng)絡(luò)模擬性能的方法。本文研究的主要內(nèi)容包括如下五個(gè)部分：
　　第一，為研究如何提高網(wǎng)絡(luò)模擬性能，分析了影響并行網(wǎng)絡(luò)模擬性能的各種因素，包括負(fù)載平衡、通信開銷、安全模擬時(shí)間窗口長(zhǎng)度、模擬運(yùn)行環(huán)境、模擬應(yīng)用等，并建立了關(guān)于這些因素的并行網(wǎng)絡(luò)模擬性能估計(jì)模型。與傳統(tǒng)的估計(jì)模型相比，該估計(jì)模型能夠?yàn)槿绾翁岣呔W(wǎng)絡(luò)模擬性能提供指導(dǎo)。通過對(duì)各種因素的分析以及估計(jì)模型的建立，明確了提高網(wǎng)絡(luò)模擬性能的具體思路，為后續(xù)章節(jié)的研

3、究提供基礎(chǔ)。
　　第二，鑒于當(dāng)前基于拓?fù)鋱D劃分工具的并行網(wǎng)絡(luò)模擬劃分方法存在易陷入局部最優(yōu)以及不能實(shí)現(xiàn)合理劃分的不足，提出了并行網(wǎng)絡(luò)模擬拓?fù)涞膬?yōu)化劃分方法。該優(yōu)化劃分方法采用改進(jìn)的模擬退火算法實(shí)現(xiàn)對(duì)所要模擬的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞膭澐?，所使用的目?biāo)函數(shù)為并行網(wǎng)絡(luò)模擬性能估計(jì)模型?；谀M退火算法的劃分不易陷入局部極值；基于估計(jì)模型的劃分能夠綜合考慮各種影響網(wǎng)絡(luò)模擬性能的因素，實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬任務(wù)的合理劃分，因此該方法能有效提高并行網(wǎng)絡(luò)模擬的性能。<

4、br>　　第三，鑒于大規(guī)模離散事件網(wǎng)絡(luò)模擬需要極多的計(jì)算開銷以描述大量的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)，提出了基于動(dòng)態(tài)連續(xù)計(jì)算的快速離散事件網(wǎng)絡(luò)模擬方法。該方法將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)模擬采用連續(xù)計(jì)算的方法描述，減少了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模擬過程中數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)模擬的不連續(xù)性帶來的開銷；分析了連續(xù)計(jì)算帶來的不真實(shí)性，并為保證連續(xù)計(jì)算具有一定真實(shí)性，提出了動(dòng)態(tài)連續(xù)計(jì)算方法，即對(duì)數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)態(tài)有選擇的連續(xù)計(jì)算。
　　第四，為減少流量生成器產(chǎn)生的背景流量數(shù)據(jù)包的模擬開銷，提出了基于數(shù)

5、據(jù)包采樣的背景流量簡(jiǎn)約模擬方法。在背景流量生成時(shí)，該方法采用“采樣”技術(shù)只產(chǎn)生少量的背景流量數(shù)據(jù)包；在擁塞鏈路上，依靠這些少量數(shù)據(jù)包“恢復(fù)”出原始背景流量的所有數(shù)據(jù)包；依靠恢復(fù)得到的數(shù)據(jù)包信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)路由器緩沖隊(duì)列以及前景流量的模擬。實(shí)驗(yàn)證明，該方法在提高背景流量模擬性能的同時(shí)，保證模擬結(jié)果的真實(shí)性。
　　第五，基于上述研究?jī)?nèi)容，并結(jié)合網(wǎng)絡(luò)模擬拓?fù)渖赡K、遠(yuǎn)程路由配置模塊、模擬應(yīng)用描述腳本生成模塊等處理模塊，建立了并行網(wǎng)絡(luò)模擬應(yīng)