优化端至端SLA的代价分析

文章提出了优化端至端SLA的代价模型。模型分析了在一定的网络流量下如何以最小的链路带宽和路由器缓冲获得满意的网络吞吐量、单向延迟以及丢包率。文章最后基于网络仿真器ns-2给出了代价模型的一个具体实现。     

一种基于支持向量回归的互联网端到端延迟预测算法

互联网端到端延迟是指IP分组沿着互联网中一条确定路径进行传输的延迟,端到端延迟的精确预测是大量网络活动的基础,从网络协议设计到网络监测,再从确保端到端QoS性能到各种实时业务性能提升。提出一种新的端到端延迟的预测方法,主要贡献有:a)将互联网端到端延迟预测的问题转换为多元回归的预测问题,提出了基于多元回归的端到端延迟预测框架;b)采用支持向量回归SVR方法来求解端到端延迟的多元回归问题,提出了基于SVR的互联网端到端延迟预测算法。最后使用互联网采集的RTT数据来验证提出的算法,实验结果表明,提出的预测算法具有快速和精确特点,是一种适合实际应用的预测算法。     

基于流量自相似性的网络队列管理算法

网络流量的自相似性会导致数据突发状态持续,传统队列管理算法无法对网络流量突发状态进行预测,从而影响网络端到端时延、丢包率和吞吐性能。针对该问题,提出一种基于网络流量预测的主动队列管理算法P-ARED。基于网络流量的均值和方差给出网络流量等级的概念,讨论网络流量等级转移概率与Hurst参数之间的关系,提出基于贝叶斯估计思想的网络流量等级预测方法。在此基础上,在对自相似网络流量环境下的平均队列长度、缓存队列长度最小阈值等参数优化设置的基础上,基于Hurst参数和自相似流量等级预测结果,重新设计ARED算法中分组丢弃概率的计算方法,以提高缓存队列长度的稳定性。仿真结果表明,P-ARED算法与对比的主动队列管理算法相比,降低了网络端到端时延和丢包率,提高了端到端吞吐性能,其中平均吞吐量最高提升7.63%,平均时延最多降低17.52%。     

基于延时测量的端到端路径性能检测

网络路径的端到端性能直接决定了为用户提供服务的质量,网络路径性能的测量是网络运营和SLA(ServiceLevelAgreement)验证的重要组成部分。文章在描述端到端路径性能检测的一般性问题的基础上,提出了延时差平稳系数和绝对平稳系数作为测量检测网络路径性能的几个评价指标,作为已有的测量标准化工作的补充和利用网络测量进行端到端性能管理的参考方法。     

基于DHT发现端到端多条覆盖网路径的方法

为进一步提高端到端数据传输的吞吐率,提出基于DHT发现多条覆盖网路径的方法.一条覆盖网路径由若干跳构成,而数据吞吐率依赖各跳传输性能的瓶颈.为消除瓶颈,根据数据到达结点的吞吐率选择往返延迟时间较小的若干下一跳结点,使得数据不会在该结点拥塞.结点DHT维护着到各下一跳结点的往返延迟时间,基于DHT可发现端-端多条覆盖路径,从而实现并行数据传输.实验结果表明,该方法可找到适合的多条端到端路径,并行传输可取得比单路径传榆更大的吞吐率.     

抗干扰通信网端到端延迟上界仿真分析

考虑到通信网端到端的延迟抖动模式,为了降低数据传输耗时,进行抗干扰通信网端到端延迟上界仿真分析.根据MAC层中协议,计算抗干扰通信网端到端延迟,确定上界以及通信网端到端延迟抖动上界,在通信网式中模型中,引入漂移因子,完成通信网端到端延迟上界演算过程,实现抗干扰通信网端到端延迟上界仿真分析.仿真结果表明,上述方法的数据传输丢包率实验结果、通信网模型构建开销实验结果以及通信网模型构建与数据传输仿真耗时比重均较优,可为日后的通信网端到端服务提供参考.     

基于仿真分析的端到端最小包时延测量方法

端到端最小包时延作为反映端到端路径拓扑特征的基本指标得到广泛应用，但目前缺少对最小时延测量方法的研究。以仿真为手段定量分析了在不同路径长度下最小时延的可测性，并建立了反映探测包数量与路径长度关系的线性方程。以此为基础，提出一种基于仿真分析的最小时延测量方法。在互联网的实际测量表明该方法能以较小的测量开销获得较准确的最小时延测量结果。     

多跳无线网络中路径端到端容量的准确计算

多跳无线网络中路径的端到端容量,是指业务在该路径上的端到端吞吐量所能达到的最大值.获取该信息有非常重要的意义,同时也是很有挑战性的工作.目前,已有的工作在计算端到端容量时,要么假设路径上各跳链路间获得了完美的同步,无线资源在竞争链路间平均分配,这种方法忽略了多跳路径中由隐藏节点引起的碰撞,获得的结果与实际测试结果有较大的差异;要么通过复杂的非线性方程组的求解来计算端到端容量,在较大规模的无线网络中,这种方法的实用性又受到限制.首先,完成对基于IEEE 802.11的多跳无线路径中由隐藏节点引起碰撞概率的准确数学表达;然后,利用最优化问题来分析多跳路径中各跳链路间的竞争问题,进而建立了准确、简便的端到端容量计算方法.而且,该方法还考虑了无线网络中多速率传输的情况.仿真结果表明,该方法显著提高了端到端容量计算结果的准确度,并且复杂度低、易于实现,具有很好的应用前景.     

多信道多跳无线网络端到端时延最小化路由评价指标的研究

提出一种适用于多接口多信道无线网络的路由评价指标,DSRM.与传统的评价指标单纯注重网络吞吐量相比,DSRM采用整条路径的端到端时延作为评价指标,以适应日益频繁的时延敏感的应用需求.在DSRM中,综合考虑了网络传输过程中的竞争接入时延、基于等效带宽计算的传输时延、节点内的信道队列因素,并分析了整条路径的端到端重传时延.通过Qualnet仿真,证明了DSRM较WCETT、WEED等路由评价指标在平均端到端时延等网络性能参数上有了明显提升.     

基于包对测量的路径容量估计方法改进

测量样本的统计分析是基于包对技术的路径容量估计的关键.提出一种路径容量包对估计方法改进,将端到端路径视为离散控制过程的系统,以路径容量描述其状态.首先以包对探测方式连续发送一定数量的背靠背包对序列,获取足够的路径容量测量样本;再采用卡尔曼过滤算法对测量样本进行统计分析,以准确估计路径容量.建立了路径容量估计的滤波方程,给出了路径容量估计过程.实验表明,与pathrate算法相比,提高了估计的准确性并降低了测量探测量和测量时间.     

On the Accuracy of Packet Delay Estimation in Distributed Service Networks

Packet delay (either one-way time or round-trip time) is a very important metric for measuring the performance of networks in a highly dynamic environment such as the Internet. Many network applications are also sensitive to packet delay or delay variation for ensuring an acceptable level of quality in providing network-based services such as VoIP, multimedia streaming, etc. A very important property of packet delay is that it is very dynamic and therefore should be measured frequently with measurement results being updated on a timely basis. Measurement of packet delay has thus generated a great deal of interest in the past years and a lot of research has been performed in the development of measurement architecture as well as specific measurement techniques. However, how to reduce network overhead resulting from measurement while achieving a reasonable level of accuracy still remains a challenge. In this paper, we propose to use delay estimation as an alternative to delay measurement for reducing measurement overhead and, in particular, examine the level of accuracy that delay estimation can achieve. With delay estimation, measurement nodes can be dynamically selected and activated and other nodes can share measurement results by performing delay estimation, thus reducing measurement overhead while supporting the dynamic requirement for delay measurement. Consequently, while measurement overhead can be reduced by activating only a subset of network nodes to perform actual measurement, desired accuracy can be achieved by exploring the correlation between delays as well as by sharing measurement results to do delay estimation based on such a correlation. We illustrate how packet delays of network nodes can correlate to each other based on topological properties and show how delays can be estimated based on such a correlation to meet accuracy requirements, which would make delay measurement in the Internet highly dynamic and adaptable to the accuracy requirements and measurement results highly reliable. We also show how delay estimation can be applied by presenting three application scenarios as well as an example to demonstrate the usefulness and effectiveness of delay estimation in the measurement of packet delays.     

IP视频传输网络性能测量的研究与实现

为测量IP视频传输网中的延迟、丢包率等主要性能指标,提出了基于组成分析的延迟测量模型和基于TCP会话和窗口控制的丢包率测量模型,在对上述测量模型进行详细的原理论述的基础上,给出了实现方法;在测试中,阐述了Winpcap与Winsock相结合的测量程序架构的设计和实现;最后,根据实验测试结果,分析了视频传输网的运行情况;从实际应用效果来看,所提出的模型可以满足IP视频网中延迟、丢包率等指标的测量要求。     

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。     

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。     

基于网络驱动接口规范的网络时延测量位置误差消除方法

在网络性能测量中,位置误差是影响网络时延测量精度的主要因素之一。针对位置误差问题,提出一种基于Windows网络驱动接口规范(NDIS)的时延测量改进方法。通过在微端口驱动(MD)和协议驱动(PD)间插入一个NDIS中间层驱动(ID)程序,将测量时间戳记录位置从应用程序下移到该中间层驱动,测量程序依据其记录的时间戳计算网络时延值。实验结果表明,与传统方法比较,在不同主机负载和包长度下,所提方法基本消除了位置误差,测量值标准差小于10μs,并且不需要额外软硬件支持,测量成本低,适合普遍采用。     

时延测量中估算时钟时滞的方法

时延测量是分析网络性能的一个重要因素。在实际测量中,由于终端系统的时钟不能完全同步,尤其是存在时钟时滞,将导致时延测量的不精确性,严重的会误导对网络性能的分析。本文通过对时延测量,特别是对单向时延的具体研究,提出了一种行之有效的且较为简单的时钟时滞的估算算法,并验证了算法的可行性和总结了它的优点。     

一种基于包排队方式的网络路径可用带宽探测方法

对IP网络路径带宽的探测是目前网络研究领域的一个热点。本文提出了一种针对端到端的网络、基于包排队方式的双向双步长网络路径可用带宽的探测方法。该探测方法由时延监视和UDP发送两个进程组成,基于包的排队时延来获取路径的可用带宽,并通过采用双向双步长的方法来递增或递减UDP包的发送速率。所提出的探测方法可以明显减少探测次数和运行时间,从而降低探测带来的开销。实验结果显示,所设计的方法和技术是可行的和有效的。     

超声波测风系统中自适应时延估计算法的研究

在时差法超声波测风系统中,风速的测量精度受到时间延迟估计精度、两超声波传感器的距离精度等的影响。在后者一定的情况下,测风精度对时延估计精度提出了更高的要求。对此,采用了一种基于权值检测的最小均方误差(LMS)自适应时延估计算法,从而实现了高精度时延估计。计算机仿真与实际测试表明:该算法的估计精度满足了所研制的超声波测风系统的设计要求,能够用于机场区域低空风场情况的监测。     

Kalman filtering approach to multi-rate information fusion in the presence of irregular sampling rate and variable measurement delay

State estimation for a system with irregular rate and delayed measurements is studied using fusion Kalman filter. Lab data in process plants is usually more accurate compared to other measurements. However, it is often slow rate and subject to variable delay and irregularity in sampling time. Fast rate state estimation can be conducted using fast rate measurement, while the slow rate lab data can be used to improve the accuracy of estimation whenever it is available. For this purpose, two Kalman filters are used to estimate the states based on each type of measurement. The estimates are fused in the next step by considering the correlation between them. An iterative algorithm to obtain the cross-covariance matrix between the estimation errors of the two Kalman filters is presented and employed in the fusion process. The improvement on the accuracy of estimation and comparison with other optimal fusion state estimation techniques are discussed through a simulation example, a pilot-scale experiment and an industrial case study.     

Relay based identification of processes with time delay

General analytical expressions are derived from the analysis of half cycle of the relay response curve for identification of a class of processes with time delay. Using these expressions the parameters of open loop stable, unstable and integrating transfer function models may be estimated making simple measurements on the half cycle of the oscillation. For the first time, the time delay parameter of the process model is calculated from the second derivative of the half cycle data. Models with up to four parameters can be identified by means of a single symmetrical relay experiment. The robustness of the technique is assessed against two forms of introduced error: measurement errors and load disturbances. The limit cycle data in the presence of measurement noise and load disturbance are obtained using the Fourier series based curve fitting with the options of non-linear least squares method and the resetting of the relay height, respectively. Simulation examples illustrate the effectiveness and the simplicity of the proposed method for identification of processes with time delay.