导　　师： 张光昭

学科专业： G0208

授予学位： 博士

作　　者： ;

机构地区： 中山大学

摘　　要： 时延在实时多媒体业务传输中起着关键的作用，与网络传输性能指标抖动、带宽和吞吐量等有密切关系，是网络业务中影响用户体验的最重要的qos参数。在分析网络传输性能、进行网络设计、网络管理和网络预测时，有必要对网络的时延特性予以充分重视。 可用带宽是网络业务重要的资源，带宽高意味着传输链路有较大的吞吐量和较高的服务质量。对可用带宽的实时精确测量，是有效利用网络资源，提高网络服务质量的保证。随着因特网规模的扩展，以及网络应用的多样性和复杂性，给实时变动的带宽测量带来很大困难。业务的需求和实际存在的困难，使可用带宽测量成为下一代网络研究的关键问题。 网络带宽测量的最大难点在于网络的可用带宽与当前网络中存在的背景流量相关，到目前为止，尚未有一个准确描述网络流量的解析公式。传统的流量模型建立在电话网和atm网业务结构基础上，采用泊松模型或马尔可夫模型描述数据包的到达过程。随后的许多研究证实网络流量信号具有多重性质：自相似、突发和长相关。这些揭示使经典的流量模型不再适合于实际的分组网络流量分析，网络流量自相似特性的研究和建模受到极大的关注。进一步研究显示，网络业务具有多尺度特征，聚合网络流量兼具长相关的平稳高斯过程和多重分形的高可变、非高斯性过程的特征。本文对经典流量模型、自相似中山大学博士学位论文流量模型、多重分形过程与小波流量模型进行了综述研究。在现有自相似流量模型中，符合重尾分布的高可变on／off源叠加模型有明确的物理意义，可以构建比较符合实际的网络流量，因此在本文的实验研究中，采用该模型作为背景流。 本文通过分析网络传输业务共有的一个特征参数——时延的性能，提出了基于时延的两种带宽测量方法：pathpcq和ssp。pathpcq基于时延统计，根据cruz流量模型和单向时延owd趋势分析，通过计算owd上升趋势的概率，推断探测速率与端到端可用带宽之间的关系。当探测速率大于可用带宽时，owd上升趋势的概率大于阈值；否则小于阈值；由此调整探测速率，使之逼近可用带宽。ssp方法基于slops方法，通过计算时延抖动参数sr<,deg>和sr<,det>，推断探测速率与可用带宽之间的关系，达到估测可用带宽的目的。仿真实验结果显示，两种测量方法都比现有的带宽测量工具pathload快速而准确，尤其是ssp方法，更为简洁、迅速和准确。为网络资源管理、监控和预测提供了有益的手段。 实时多媒体业务传输，分布式、多用户的协同工作方式，对网络带宽资源有较高的要求。组播允许发送方和多个接收方建立点对多点的传输关系，以最少的数据复制使组成员都能收到所需信息，可以节省大量的网络资源，提高网络带宽利用率，满足多用户需求。本文重点研究接收端驱动的分层组播拥塞控制技术，基于组播数据时延敏感的特性，结合时延特性研究和ssp可用带宽估测方法，提出一种基于时延参数的接收端驱动的分层组播拥塞控制协议bdp。bdp利用时延参数sr<,deg>和sr<,det>估测路径可用带宽，用于加层判断，避免了盲目加层试验造成的大量丢包；利用到达时延间隔参数interval__var<,i>和丢包事件统计参数lost<,deg>推断网络拥塞状况，完成拥塞控制。仿真实验结果显示，bdp协议取得了良好的稳定性、扩展性和tcp公平性。 本文的主要创新点为： 1、通过单向时延变化趋势与端到端可用带宽之间的关系，基于cruz流量模型和单向时延owd趋势分析，通过检测参数ps<,pcq>，计算owd上升趋势的概率，推断探测速率与端到端可用带宽之间的关系，设计了优于pathload工具的端到端可用带宽估测算法pathpcq； 2、通过单向时延变化趋势与端到端可用带宽之间的关系，基于slops方法，设计了能够反映探测速率与可用带宽之间关系的时延抖动参数sr<,deg>和sr<,det>；通过对sr<,deg>和sr<,det>参数进行判断，端系统能够迅速调整发送速率，使之逼近可用带宽，实现了快速、准确的端到端可用带宽估测算法ssp； 3、通过分析接收时延间隔与网络拥塞的关系进行拥塞控制参数的设计；利用时延参数sr<,deg>和sr<,det>估测路径可用带宽用于加层判断；利用可用带宽估测算法ssp、到达时延间隔参数interval_var<,i>和丢包事件统计参数lost<,deg>，提出基于时延参数的接收端驱动的分层组播拥塞控制协议bdp。ns2仿真结果显示，bdp协议取得了良好的稳定性、扩展性、快速收敛性和tcp公平性。

关 键 词： 因特网流量模型 可用带宽估测 分层组播 拥塞控制 接收时延间隔 时延参数

分 类 号： [TP393.07]

领　　域： [自动化与计算机技术] [自动化与计算机技术]