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

1、可用帶寬測(cè)量對(duì)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(dòng)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?，F(xiàn)有的可用帶寬測(cè)量方法主要對(duì)端到端路徑進(jìn)行測(cè)量，實(shí)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(méi)有提供其余關(guān)鍵鏈路的信息。現(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(jiǎn)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(cè)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(jìn)了現(xiàn)有的一種可用帶寬測(cè)量方法，提出了兩種鏈路可用帶寬測(cè)量方法，首次提出了兩種網(wǎng)絡(luò)總可用帶寬測(cè)量方法。 本文提出的鏈路可用帶寬測(cè)量算法包括LinkPPQ和PQLink，它們能夠測(cè)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(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)之外的功能；PQLink則只需要部

3、署在路徑的一個(gè)端點(diǎn)，不需要訪問(wèn)路徑的另外一個(gè)端點(diǎn)，所以便于在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中廣泛應(yīng)用。本文在仿真環(huán)境下，通過(guò)重放實(shí)際環(huán)境中的背景流與構(gòu)造不同的流量場(chǎng)景，研究了這兩種算法的性能與參數(shù)的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明LinkPPQ和PQLink能夠比較準(zhǔn)確且平穩(wěn)地對(duì)兩條典型路徑上每條鏈路的可用帶寬進(jìn)行測(cè)量。在實(shí)驗(yàn)網(wǎng)上，本文驗(yàn)證了LinkPPQ在三種典型場(chǎng)景下的性能：測(cè)量緊鄰狹窄鏈路之后的大容量鏈路、測(cè)量背景流變化的狹窄鏈路前面的大容量鏈路；測(cè)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(cè)量算法所無(wú)法測(cè)量的。此外，LinkPPQ和PQLink可以估計(jì)路徑的可用帶寬，并且在測(cè)量具有多條狹窄鏈路的路徑的可用帶寬時(shí)，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(cè)量算法首先通過(guò)全網(wǎng)鏈路可用帶寬測(cè)量，運(yùn)用最大流算法定位網(wǎng)絡(luò)最小可用帶寬割集實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)真實(shí)瓶頸鏈路集位置的估計(jì)，然后通過(guò)對(duì)該割集的鏈路進(jìn)行測(cè)量實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)總可用帶寬的估計(jì)。此方法保證了測(cè)量的準(zhǔn)確性，降低了測(cè)量的負(fù)載，提

5、高了跟蹤背景流變化的能力。仿真實(shí)驗(yàn)表明，無(wú)論是恒定的或變化的背景流，單次全網(wǎng)鏈路測(cè)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(jì)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(jì)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(duì)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(cè)量工具估計(jì)關(guān)鍵鏈路的可用帶寬，進(jìn)一步估計(jì)全