網(wǎng)絡(luò)可用帶寬測量關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、可用帶寬測量對于網(wǎng)絡(luò)行為分析、網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)質(zhì)量保證、網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡、流媒體的速率控制、服務(wù)器的動態(tài)選擇、覆蓋網(wǎng)絡(luò)(overlaynetwork)的路由選擇、擁塞摔制等網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用有很重要的意義。現(xiàn)有的可用帶寬測量方法主要對端到端路徑進行測量，實際給出的是路徑上承壓鏈路(具有最小可用帶寬)的信息，而沒有提供其余關(guān)鍵鏈路的信息?，F(xiàn)有的瓶頸鏈路定位工具只能定位路徑上承壓鏈路的位置。由于網(wǎng)絡(luò)總可用帶寬不能由路徑的可用帶寬簡單相加獲得，而且路徑上的瓶頸鏈路

2、不一定是網(wǎng)絡(luò)的瓶頸鏈路，所以我們需要研究一些新的可用帶寬測量技術(shù)，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。本文的工作包括：改進了現(xiàn)有的一種可用帶寬測量方法，提出了兩種鏈路可用帶寬測量方法，首次提出了兩種網(wǎng)絡(luò)總可用帶寬測量方法。 本文提出的鏈路可用帶寬測量算法包括LinkPPQ和PQLink，它們能夠測量路徑上任意鏈路的可用帶寬和跟蹤鏈路上背景流的變化。LinkPPQ部署在路徑的兩端，不需要中間路由器提供除存儲轉(zhuǎn)發(fā)之外的功能；PQLink則只需要部

3、署在路徑的一個端點，不需要訪問路徑的另外一個端點，所以便于在實際網(wǎng)絡(luò)中廣泛應(yīng)用。本文在仿真環(huán)境下，通過重放實際環(huán)境中的背景流與構(gòu)造不同的流量場景，研究了這兩種算法的性能與參數(shù)的關(guān)系，實驗結(jié)果表明LinkPPQ和PQLink能夠比較準(zhǔn)確且平穩(wěn)地對兩條典型路徑上每條鏈路的可用帶寬進行測量。在實驗網(wǎng)上，本文驗證了LinkPPQ在三種典型場景下的性能：測量緊鄰狹窄鏈路之后的大容量鏈路、測量背景流變化的狹窄鏈路前面的大容量鏈路；測量給定路徑上多條

4、狹窄鏈路。這三種情況都是現(xiàn)有路徑可用帶寬測量算法所無法測量的。此外，LinkPPQ和PQLink可以估計路徑的可用帶寬，并且在測量具有多條狹窄鏈路的路徑的可用帶寬時，性能比現(xiàn)有的方法更好。 本文所提出的一種網(wǎng)絡(luò)總可用帶寬測量算法首先通過全網(wǎng)鏈路可用帶寬測量，運用最大流算法定位網(wǎng)絡(luò)最小可用帶寬割集實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)真實瓶頸鏈路集位置的估計，然后通過對該割集的鏈路進行測量實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)總可用帶寬的估計。此方法保證了測量的準(zhǔn)確性，降低了測量的負(fù)載，提

5、高了跟蹤背景流變化的能力。仿真實驗表明，無論是恒定的或變化的背景流，單次全網(wǎng)鏈路測量就能比較準(zhǔn)確地定位網(wǎng)絡(luò)瓶頸鏈路；此方法能夠準(zhǔn)確地估計網(wǎng)絡(luò)的總可用帶寬，迅速跟蹤網(wǎng)絡(luò)的背景流的變化。 本文所提出的另一種網(wǎng)絡(luò)總可用帶寬估計方法利用現(xiàn)有的路徑瓶頸鏈路定位方法定位網(wǎng)絡(luò)中各路徑的瓶頸鏈路，根據(jù)瓶頸鏈路被共享的程度，從中選出對網(wǎng)絡(luò)性能影響較大的鏈路作為網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵鏈路集，然后利用現(xiàn)有的路徑可用帶寬測量工具估計關(guān)鍵鏈路的可用帶寬，進一步估計全