本文選題：網(wǎng)絡(luò)層析成像 + 鏈路性能參數(shù)估計(jì)　； 參考：《電子科技大學(xué)》2014年博士論文

【摘要】：隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展與廣泛應(yīng)用,網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模和復(fù)雜性日益提高,網(wǎng)絡(luò)管理和維護(hù)的難度也隨之提高,實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地掌握網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部鏈路的性能參數(shù)及其動(dòng)態(tài)變化成為網(wǎng)絡(luò)測(cè)量的重要研究目標(biāo)。出于安全等方面的考慮,要求網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)協(xié)作的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)測(cè)量方法受到越來(lái)越多的限制,為此人們將醫(yī)學(xué)、地球科學(xué)等領(lǐng)域中比較成熟的層析成像技術(shù)引入到網(wǎng)絡(luò)測(cè)量中,通過(guò)在網(wǎng)絡(luò)邊緣進(jìn)行端到端測(cè)量得到路徑級(jí)性能參數(shù),進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部鏈路性能參數(shù)的推斷。網(wǎng)絡(luò)層析成像方法不需要內(nèi)部節(jié)點(diǎn)協(xié)作即可獲得網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部性能參數(shù),與互聯(lián)網(wǎng)的非協(xié)作、異構(gòu)化、基于邊緣控制等特點(diǎn)十分契合,因此自提出以來(lái)受到人們的持續(xù)關(guān)注,是目前網(wǎng)絡(luò)測(cè)量領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。根據(jù)估計(jì)目標(biāo)的不同,基于網(wǎng)絡(luò)層析成像的鏈路性能參數(shù)估計(jì)問(wèn)題可以分為兩類(lèi):定量參數(shù)估計(jì)問(wèn)題和定性參數(shù)估計(jì)問(wèn)題。前者以鏈路性能參數(shù)的準(zhǔn)確值為估計(jì)目標(biāo),對(duì)測(cè)量及估計(jì)方法的要求比較苛刻,而后者只需要識(shí)別網(wǎng)絡(luò)鏈路的狀態(tài)(如是否擁塞、是否中立等),無(wú)需估計(jì)鏈路性能參數(shù)的準(zhǔn)確值,因此可以采用更為簡(jiǎn)便的方法實(shí)現(xiàn)。本文對(duì)這兩類(lèi)問(wèn)題展開(kāi)研究,取得以下創(chuàng)新成果:1.針對(duì)鏈路時(shí)延估計(jì)問(wèn)題,結(jié)合網(wǎng)絡(luò)鏈路的時(shí)延多樣性特征,提出一種基于可變量化間隔的離散時(shí)延模型。該模型首先由端到端測(cè)量數(shù)據(jù)估計(jì)出各條鏈路時(shí)延的上界,然后據(jù)此計(jì)算各條鏈路的離散時(shí)延分布對(duì)應(yīng)的量化間隔。同時(shí),本文提出一種基于二層二叉樹(shù)結(jié)構(gòu)的鏈路時(shí)延估計(jì)算法,通過(guò)顯式計(jì)算獲得各條鏈路的時(shí)延分布,有效地解決了現(xiàn)有算法計(jì)算復(fù)雜度高的問(wèn)題。仿真結(jié)果表明該算法能比現(xiàn)有方法更快地估計(jì)出鏈路時(shí)延的分布;與基于可變量化間隔的時(shí)延模型相結(jié)合,能更準(zhǔn)確地估計(jì)鏈路的平均時(shí)延。2.針對(duì)擁塞鏈路識(shí)別問(wèn)題,本文在單時(shí)隙測(cè)量場(chǎng)景下,提出兩種利用路徑擁塞程度提高識(shí)別精度的方法:(1)基于多狀態(tài)模型的擁塞鏈路識(shí)別方法:首先根據(jù)多個(gè)路徑門(mén)限將擁塞程度不同的路徑映射為不同的擁塞狀態(tài),建立鏈路狀態(tài)和路徑狀態(tài)在多狀態(tài)模型下的關(guān)系。然后以所有鏈路的狀態(tài)和為最小化目標(biāo),將鏈路狀態(tài)的求解問(wèn)題轉(zhuǎn)換為一個(gè)多約束最優(yōu)化問(wèn)題,并提出一個(gè)自頂向下的方法對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行求解。(2)基于擁塞子樹(shù)拆分的擁塞鏈路識(shí)別方法:為克服多狀態(tài)模型中,因路徑門(mén)限選擇不恰當(dāng)引入的誤差問(wèn)題,提出一種基于擁塞子樹(shù)拆分的擁塞鏈路識(shí)別方法。該方法根據(jù)擁塞子樹(shù)中路徑性能參數(shù)的相對(duì)大小對(duì)擁塞子樹(shù)進(jìn)行拆分,然后分別在各子樹(shù)中識(shí)別擁塞鏈路。仿真結(jié)果表明,該方法相比已有算法,能夠顯著提高識(shí)別結(jié)果的準(zhǔn)確性。3.基于單時(shí)隙測(cè)量的擁塞鏈路識(shí)別方法假設(shè)所有鏈路的擁塞概率相同。當(dāng)該假設(shè)與實(shí)際情況相差較大時(shí),這些方法的準(zhǔn)確度較低。為此,本文對(duì)基于多時(shí)隙測(cè)量的擁塞鏈路識(shí)別問(wèn)題展開(kāi)研究,提出一個(gè)新的鏈路擁塞概率估計(jì)算法。該算法以最大似然方法為出發(fā)點(diǎn),將針對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的全局最大似然問(wèn)題拆分為多個(gè)子樹(shù)的子問(wèn)題,然后通過(guò)顯式計(jì)算分別對(duì)其求解。最大化子樹(shù)似然函數(shù)的策略保證了該算法的準(zhǔn)確度,同時(shí)由于該算法僅涉及測(cè)量數(shù)據(jù)的顯式計(jì)算,計(jì)算復(fù)雜度很低。然后,將估計(jì)得到的鏈路擁塞概率和后續(xù)的路徑狀態(tài)結(jié)合,求得鏈路在后續(xù)時(shí)隙中的最大后驗(yàn)狀態(tài)。相較于基于單時(shí)隙測(cè)量的方法,該方法能夠進(jìn)一步提高識(shí)別結(jié)果的準(zhǔn)確性。4.當(dāng)前的大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)層析成像方法都建立在中立網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上,而對(duì)于網(wǎng)絡(luò)是否遵守中立性原則缺少關(guān)注。但隨著非中立網(wǎng)絡(luò)在當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)中日趨常見(jiàn),網(wǎng)絡(luò)鏈路的中立性檢測(cè)也逐漸成為一個(gè)受到人們關(guān)注的網(wǎng)絡(luò)測(cè)量問(wèn)題。本文首次對(duì)網(wǎng)絡(luò)及其內(nèi)部鏈路中立性估計(jì)的層析成像方法展開(kāi)了研究。首先,采用一個(gè)線性方程組描述多時(shí)隙測(cè)量場(chǎng)景下鏈路及路徑擁塞概率之間的關(guān)系,提出并證明了網(wǎng)絡(luò)中立性可以根據(jù)該方程組解的存在性進(jìn)行判斷的充分條件。然后,將該條件應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)的局部區(qū)域,通過(guò)判斷局部網(wǎng)絡(luò)對(duì)應(yīng)的線性方程組是否有解,識(shí)別其中的非中立鏈路序列�；诖�,提出一個(gè)定位非中立鏈路的基本算法及其優(yōu)化算法,并通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了算法的有效性。
[Abstract]:A discrete time delay model based on multi - state model is proposed in this paper . ( 2 ) A congestion link identification method based on congestion sub - tree splitting is presented . A congestion link identification method based on congestion sub - tree splitting is proposed .
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TP393.06
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本文編號(hào)：1961546