使用自负载降速率探针包列的可用带宽测量方法

可用带宽是一条网络链路或路径的剩余带宽,该指标对网络流量工程以及速率敏感应用具有重要意义。现有的可用带宽测量技术大多基于单跳或者流体背景流量模型,在突发背景流及多跳路径下健壮性不足。现提出一种使用自负载降速率探针包列（SLDRT）技术的可用带宽测量方法。基于NS-2的仿真实验表明,SLDRT在多跳路径并基于非流体流量模型的网络环境下比另一重要测量工具pathChirp具有更高的准确性,并且平均测量时间小于30 ms,证明其可以满足高速、高精度的可用带宽测量需求。     

一种基于M/D/1排队模型的可用带宽测量算法

由于液体流模型不能反映实际背景流的突发性及包长分布,基于液体流模型的可用带宽测量技术在突发背景流及多跳链路下测量精度较低.因此,提出了一种基于M/D/1排队模型的高精度可用带宽测量算法FPU(five-packet-unit for available bandwidth measurement).该算法采用五包结构构...     

一种自适应的高精度可用带宽测量算法

针对现有可用带宽测量技术在突发背景流及多跳链路下测量精度较低的问题,提出了一种自适应的高精度可用带宽测量算法FPU-ABM(Five-Packet-Unit for Available Bandwidth Measurement);该算法采用五包结构构成探测单元,结合TTL值设置,分别测量瓶颈链路前后的探测包间隔,提高了在多跳链路下带宽测量精度;算法根据反馈包的间隔自适应地调整探测速率,加快了测量速度且减小了探测流对网络的入侵度,增强了算法的适应性;仿真表明,在多跳链路下TFP-ABM算法的测量精度可达到10%以内,相比现有算法,TFP-ABM响应速度快、测量精度高、适应性好。     

基于非液体流模型的可用带宽测量精度

现有的可用带宽测量技术大多基于单跳链路和液体流模型,在突发背景流及多跳链路下测量精度较低。因此,分析了更符合网络实际的非液体流模型,提出了一种参数设置方法,减小了探测包长、探测速率、背景流速率及背景流包长等因素对测量精度的影响。在此基础上,改进了探测包对结构,该结构结合生存时间(TTL)值设置减小了探测包对间隔的测量误差,增强了带宽测量算法在多跳链路环境下的健壮性。仿真表明,基于非液体流模型的参数设置方法及改进的包对结构提高了可用带宽测量精度。     

可用带宽与瓶颈定位集成测量工具iPathneck

目前大部分的网络测量工具都是采用主动测量方法,但是由于大量的探测包注入会给网络带来流量负载并影响测量精度．如何在保证测量精度的前提下减小测量开销,成为值得关注的问题．提出的集成测量工具iPathneck在Pathneck工具的基础上采用速率模型提高可用带宽的测量精度,实现了可用带宽和瓶颈定位探测任务的归并,减小了测量开销并提高测量精度．实验表明：iPathneck可用带宽和瓶颈定位的测量准确性和算法时间收敛性都有所提高,任务归并能有效地减小测量开销．     

多路径数据传输中的可用带宽测量算法研究

在分布式中转服务器网络辅助的多路径数据传输系统中,为获得最快的数据传输速率,需要使用可用带宽测量技术以获得数据发送端至各中转服务器的可用带宽值列表.然而,传统的可用带宽测量算法难以同时兼顾测量精度与收敛速度,故无法达到实际数据传输系统中准确快速完成维护可用带宽值列表的目的.为解决上述问题,提出了一种可用带宽测量算法.通过收集初始探测流的包对在发送端及接收端的时间间隔关系数据获得可用带宽估测值,再以此值为后续探测流的发送速率初始值,通过自适应方法调整探测流发送速率以逐渐逼近可用带宽真实值.实验结果表明,改进算法能快速获得高精度的测量结果,有效提升可用带宽的测量效率,满足数据传输系统的需求.     

一种测量任意链路可用带宽的方法

可用带宽测量对于网络行为分析、网络服务质量(quality of service,简称QoS)的验证等有很重要的作用.现有可用带宽测量工作主要集中在端到端路径可用带宽测量,仅提供路径上承压链路(tight link)的信息,而不能提供其他关键链路的信息.为此,提出一种新颖的链路可用带宽测量算法LinkPPQ(trains of pairs of packet-quartets used to measure available bandwidth of arbitrary links),它采用由四探测分组结构对构成的探测序列,能够测量网络中任意链路的可用带宽,并跟踪该链路上背景流的变化.在仿真环境和实际网络环境下研究了LinkPPQ 的性能.仿真结果表明,在几种不同背景流场景下,对于具有单狭窄链路的路径和具有多狭窄链路的路径,LinkPPQ 都能够对各个链路的可用带宽进行有效的测量.绝大多数情况下测量误差小于30%,且具有较好的测量平稳性.实验网的实验结果也表明,LinkPPQ 可以准确测量以下几种情况下的链路的可用带宽:a) 从容量为10Mbps 的链路准确地测量一条100Mbps 链路的可用带宽;b) 准确测量容量10 倍于紧邻其后狭窄链路的容量的链路的可用带宽;c) 准确测量具有多狭窄链路的路径上各狭窄链路的可用带宽.     

面向实时应用的可用带宽自适应测量方法*

设计了一种快速的自适应端到端路径可用带宽测量方法——AABw。它具有以下几个特点：针对背景流量突发性和负载状况,自适应地动态调整探测包串（probing packets train）的长度;改进了探测包串发送速率的调节方法,既保证了算法快速收敛的特点,又更能适用于背景流量突发的情况,提高了实时带宽测量的精确度;改进了判断单向延时趋势的算法。仿真实验表明,该算法能准确快速地测量出端到端可用带宽,适用于实时应用环境。     

包对探测统计模型与测量精度分析*

包对模型(PGM)是探测可用带宽的主要方法。该方法存在以下问题,影响其推广应用：模型没有精确的数学模型描述,原有模型假设流量包长看做无限小,与实际网络情况不符合;没有定量方法计算探测精度、样本容量,给测量带来不便;没有分析互联网数据包突发性对测量带来的影响。为解决以上问题,通过对包对模型进行数学建模的方法,证明了模型正确性;定量分析了测量精度;确定了样本数计算公式;分析了数据包突发性对探测造成的影响;最后对以上分析进行了仿真实验验证,提高了可用带宽测试技术的精度和可信度。     

网络可用带宽测量算法的改进

重点研究了网络端到端可用带宽的测量方法,对现有的基于自拥塞理论的可用带宽的测量方法Pathload进行了简要分析.针对该方法的缺点提出了改进的可用带宽测量算法,改进的可用带宽测量算法采用周期流组到达目的端的速率代替周期流的发送速率,能快速测量网络的可用带宽,测量准确性更高,降低了测量开销.NS-2上的模拟实验结果表明,该方法是可行的和有效的.     

SLDRT: A measurement technique for available bandwidth on multi-hop path with bursty cross traffic

End-to-end available bandwidth is of great importance as a metric that characterizes the network’s dynamic transmitting capability. Most estimation methodologies infer available bandwidth from the relationship between the input inter-packet gaps and those of the output. This paper analyzes the challenges brought by extending the measurement environment to the multi-hop path with bursty cross-traffic. Based on the analysis, a novel probing technique, self-loading decreasing rate train (SLDRT), is proposed. SLDRT measures the available bandwidth by using a single decreasing rate packet train. The special train can efficiently avoid bias caused by multiple sampling. Performance analysis via NS-2 simulations and PlanetLab experiments verify the effectiveness of our method under multi-hop path with the bursty cross traffic environment, and also show that SLDRT estimates available bandwidth more quickly, accurately, and with less measurement overhead than other existing techniques such as pathload and pathChirp.     

一种速率自调节可用带宽测量算法

可用带宽是网络路由、网络服务质量、流量工程等方面的一个关键参数。目前很多研究方法都基于PGM模型和PRM模型,但这两种方法大都假设背景流量速率为固定比特流,不适用于低带宽的测试。提出一种端值自调节可用带宽测量算法,该算法充分考虑了低链路带宽的情况。通过对排队延时的处理、探测分组列速率端值自适应调节,实现了端到端可用带宽快速准确的测量。实验结果表明,该算法具有良好的测量效果,尤其在低带宽条件下较其它同类算法提高了测量准确性,加快了测量速度并减小了对网络的影响。     

一种端到端的有效带宽测量方法

有效带宽测量在服务器选择、覆盖网络路由选择和网络流量工程等方面有广泛的应用。通过分析发送频率与单向延时之间的关系,提出了一种基于多项式拟合的有效带宽测量方法PFAB（Polynomial Fitting for Available Bandwidth）。PFAB通过发送探测速率逐渐下降的探测包,并检测OWD的变化,推断探测速率和有效带宽之间的关系。当探测速率大于有效带宽时,OWD持续增长;在探测速率等于有效带宽时,OWD达到最大值,之后开始下降。NS-2仿真实验结果表明该方法能有效减少探测包数量,缩短探测时间,并且对网络造成的干扰小;在探测包瞬时频率变化较大时,可以快速到极值点,减少测量误差。     

可用带宽测量的TCP友好性仿真分析

以发送包链为特征的可用带宽测量会产生较大探测流量而影响网络性能.设计了三种具有不同包链长度的测量模式模拟典型的包链发送策略,仿真分析了可用带宽测量的TCP友好性.发现可用带宽测量的TCP友好性并不理想,原因在于探测流会增大TCP流的时延及丢包而触发TCP的拥塞控制机制.仿真中最大降低TCP数据传输量近16%;且太长或过短的包链发送策略对TCP性能有更大影响.在Pathoad这一典型可用带宽测量工具中的分析结果进一步验证了该结论,且得出了Pathload的应用策略.     

可用带宽自适应判定算法的研究

在理论分析和实验研究的基础上,提出可用带宽自适应判定算法。该算法采用自适应周期性探测流技术,通过周期性地发送包列,自适应地判断延迟趋势并反馈探测值,以准确快速地实现可用带宽的测量。仿真实验结果表明,该算法可行、有效,是一种对受测网络的影响小、低测量代价的端到端可用带宽测量方法。     

一种紧链路定位和可用带宽测量的方法

可用带宽与紧链路是两个重要的QoS指标,在拥塞控制、流媒体应用、QoS验证、服务器选择等领域具有重要意义。文章详细描述了Pathtrait,一种可以准确测量可用带宽和定位紧链路的方法。Pathtrait基于一种全新的探针结构,以捕获探针队列在路径某跳的输入速率和输出速率,由此定位紧链路、估算紧链路处的链路可用带宽。该文在NS2仿真环境中验证了Pathtrait的准确性。     

基于子路径可用带宽测量的紧链路定位方法

针对现有紧链路定位方法存在测量负载较大、测量精度不高等问题,提出一种性能优秀的端到端主动测量方法--PathLoche。该方法通过设计一种新颖的包列Loche,逐步迭代测量子路径的可用带宽,进而得到整条网络路径的可用带宽并确定紧链路的位置。仿真实验表明,PathLoche测量精度高、入侵度低。     

Analysis of minimal backlogging-based available bandwidth estimation mechanism

This paper analyzes the minimal backlogging-based available bandwidth estimation mechanism to strengthen the theory behind the mechanism. The minimal backlogging method estimates the available bandwidth using the statistic of the probing traffic service rate. We show that the statistic of the probing traffic service rate is a consistent estimator of the available bandwidth for a G/G/1 queueing system under minimal backlogging condition to support the minimal backlogging method theoretically. In order to emulate the minimal backlogging method in a real multi-hop network, we detect the minimal backlogging condition or closeness of the probing rate to the available bandwidth based on the busy period length, and change the probing rate adaptively to maintain the minimal backlogging condition. We explain that the minimal backlogging condition or available bandwidth might be detected more accurately by the busy period of probing packets than by the gap response curve or rate response curve, and enhance the minimal backlogging method further by introducing a new initial probing rate estimation mechanism. A reasonable range of available bandwidth for a short time interval can be obtained using the mean and variance of the estimated available bandwidth, since the proposed mechanism can estimate the available bandwidth quickly and track it adaptively. The proposed mechanism is implemented in a Linux environment. The performance of our scheme is compared to those of conventional available bandwidth estimation mechanisms through experiments on a test-bed with single-hop or multiple-hop topologies.