基于FPGA網(wǎng)絡(luò)流量模擬系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)
發(fā)布時(shí)間:2021-10-26 19:16
隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展,各式各樣的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用不斷涌現(xiàn),網(wǎng)絡(luò)流量急劇增長(zhǎng),網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用日漸繁多,網(wǎng)絡(luò)擁堵現(xiàn)象日益嚴(yán)重,已成為網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程中亟待解決的問題。大量的研究結(jié)果表明,真實(shí)互聯(lián)網(wǎng)中流量特征已不能用傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的基于自相似性特征和短相關(guān)性特征的模型來描述,而是表現(xiàn)出自相似性和多重分形性質(zhì)的特征�;诤侠淼木W(wǎng)絡(luò)模型對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的流量進(jìn)行模擬,能夠有效的評(píng)估現(xiàn)實(shí)互聯(lián)網(wǎng)的性能,從而更好的解決網(wǎng)絡(luò)中存在的問題。本文首先介紹了現(xiàn)今較為典型互聯(lián)網(wǎng)流量模型,并且對(duì)這些模型的流量生成原理和方法進(jìn)行了對(duì)比和分析。綜述了基于不同架構(gòu)和不同方法的流量發(fā)生系統(tǒng)的原理,并根據(jù)各自的特征,對(duì)流量發(fā)生系統(tǒng)的主要性能和指標(biāo)進(jìn)行了比較。介紹了小波變換和分形的相關(guān)概念,理論和數(shù)學(xué)模型,給出了判斷多重分形性質(zhì)的主要計(jì)算方法。其次,改進(jìn)了基于多分形小波模型的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量序列的生成方法,并且通過FPGA進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。通過對(duì)模型算法分析和計(jì)算特征研究,提出了一種分布式的實(shí)現(xiàn)架構(gòu),并在FPGA上進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。在這種架構(gòu)中,基于FPGA實(shí)現(xiàn)了濾波器組,該濾波器組完成了對(duì)多分形小波模型算法系數(shù)的計(jì)算,這是生成網(wǎng)絡(luò)流量過程的關(guān)鍵。通過對(duì)小波樹形結(jié)構(gòu)根...
【文章來源】:濟(jì)南大學(xué)山東省
【文章頁(yè)數(shù)】:73 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景和意義
1.2 相關(guān)工作和研究現(xiàn)狀
1.2.1 網(wǎng)絡(luò)流量模型的研究現(xiàn)狀
1.2.2 流量發(fā)生器架構(gòu)的研究現(xiàn)狀
1.3 主要工作和章節(jié)安排
1.3.1 本文的主要工作
1.3.2 本文章節(jié)安排
第二章 小波變換與多分形性質(zhì)
2.1 小波變換
2.1.1 小波的定義
2.1.2 連續(xù)小波變換
2.1.3 離散小波變換
2.2 分形及其性質(zhì)
2.2.1 自相似性
2.2.2 多重分形性
2.2.3 Holder 指數(shù)
2.2.4 多重分形頻譜
2.3 Hurst 值估計(jì)方法
2.3.1 聚類方差法
2.3.2 余數(shù)方差法
2.3.3 R/S 分析法
2.3.4 周期圖法
2.4 本章小結(jié)
第三章 多分形小波模型算法及改進(jìn)
3.1 多分形小波模型
3.1.1 隨機(jī)函數(shù)的選擇
3.1.2 多分形小波建模
3.1.3 模型生成算法
3.2 模型算法的改進(jìn)
3.2.1 初始值的生成
3.2.2 基于 ON/OFF 模型的流量
3.3 小波基函數(shù)對(duì)模型的影響
3.4 本章小結(jié)
第四章 FPGA 流量發(fā)生器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.1 流量發(fā)生器使用的平臺(tái)
4.1.1 數(shù)據(jù)流水線
4.1.2 寄存器流水線
4.2 總體設(shè)計(jì)架構(gòu)
4.3 FPGA 流量發(fā)生器的實(shí)現(xiàn)
4.3.1 隨機(jī)數(shù)據(jù)包產(chǎn)生模塊的實(shí)現(xiàn)
4.3.2 多分形小波模型的實(shí)現(xiàn)
4.3.3 FPGA 數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.3.4 輸出判斷模塊的實(shí)現(xiàn)
4.4 本章小結(jié)
第五章 流量的獲取與分析
5.1 流量檢測(cè)端的設(shè)計(jì)
5.1.1 流量檢測(cè)端功能設(shè)計(jì)
5.1.2 流量檢測(cè)端架構(gòu)設(shè)計(jì)
5.2 流量檢測(cè)端的實(shí)現(xiàn)
5.2.1 提取流程的實(shí)現(xiàn)
5.2.2 模塊的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)
5.3 結(jié)果分析
5.3.1 網(wǎng)絡(luò)流量的模擬生成
5.3.2 自相似性檢測(cè)
5.3.3 多重分形性質(zhì)檢測(cè)
5.3.4 結(jié)果對(duì)比
5.4 本章小結(jié)
第六章 工作總結(jié)及展望
6.1 工作總結(jié)
6.2 展望未來
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄
一、在校期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
二、在校期間參加的項(xiàng)目
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于峰值流量的網(wǎng)絡(luò)行為特征及影響因子分析[J]. 周愛平,程光. 通信學(xué)報(bào). 2012(10)
[2]Internet流量模型分析與評(píng)述[J]. 張賓,楊家海,吳建平. 軟件學(xué)報(bào). 2011(01)
[3]一種基于FPGA的面向網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的開發(fā)平臺(tái)設(shè)計(jì)[J]. 李志強(qiáng),楊波,孫濤,陳貞翔. 山東科學(xué). 2010(05)
[4]基于FPGA的高性能離散小波變換設(shè)計(jì)[J]. 王亞娟,曠捷,倪奎,王安文,黃啟俊,常勝. 電子技術(shù)應(yīng)用. 2009(10)
[5]網(wǎng)絡(luò)流量模擬方法研究進(jìn)展[J]. 陳宇峰,董亞波,魯東明. 計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì). 2009(06)
[6]基于ON/OFF模型的網(wǎng)絡(luò)流量產(chǎn)生器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 郝震華,矯文成,郝大為,潘艷輝. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2008(12)
[7]自相似流量生成算法研究[J]. 梁智濤,何慧,李斌. 微計(jì)算機(jī)信息. 2008(06)
[8]自相似流量隨機(jī)早期檢測(cè)方法[J]. 譚獻(xiàn)海,黃媛輝,金煒東. 西南交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2008(01)
[9]網(wǎng)絡(luò)流量生成中速率控制研究與實(shí)現(xiàn)[J]. 吳長(zhǎng)宇,矯文成,郝震華,張繼軍. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2008(03)
[10]一個(gè)基于多重隨機(jī)二分法的流量仿真模型的算法設(shè)計(jì)[J]. 蘇廣文,高德遠(yuǎn),樊曉椏,張永輝. 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2007(08)
碩士論文
[1]基于智能算法的網(wǎng)絡(luò)流量預(yù)測(cè)技術(shù)研究[D]. 馮華麗.江南大學(xué) 2011
[2]基于多分形小波的網(wǎng)絡(luò)流量模擬系統(tǒng)的研究[D]. 張華川.南開大學(xué) 2010
[3]基于FPGA面向典型應(yīng)用的安全防護(hù)系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D]. 孔超.山東大學(xué) 2010
[4]結(jié)合分形神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論的網(wǎng)絡(luò)流量預(yù)測(cè)研究[D]. 汪志勇.江西師范大學(xué) 2009
本文編號(hào):3460057
【文章來源】:濟(jì)南大學(xué)山東省
【文章頁(yè)數(shù)】:73 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景和意義
1.2 相關(guān)工作和研究現(xiàn)狀
1.2.1 網(wǎng)絡(luò)流量模型的研究現(xiàn)狀
1.2.2 流量發(fā)生器架構(gòu)的研究現(xiàn)狀
1.3 主要工作和章節(jié)安排
1.3.1 本文的主要工作
1.3.2 本文章節(jié)安排
第二章 小波變換與多分形性質(zhì)
2.1 小波變換
2.1.1 小波的定義
2.1.2 連續(xù)小波變換
2.1.3 離散小波變換
2.2 分形及其性質(zhì)
2.2.1 自相似性
2.2.2 多重分形性
2.2.3 Holder 指數(shù)
2.2.4 多重分形頻譜
2.3 Hurst 值估計(jì)方法
2.3.1 聚類方差法
2.3.2 余數(shù)方差法
2.3.3 R/S 分析法
2.3.4 周期圖法
2.4 本章小結(jié)
第三章 多分形小波模型算法及改進(jìn)
3.1 多分形小波模型
3.1.1 隨機(jī)函數(shù)的選擇
3.1.2 多分形小波建模
3.1.3 模型生成算法
3.2 模型算法的改進(jìn)
3.2.1 初始值的生成
3.2.2 基于 ON/OFF 模型的流量
3.3 小波基函數(shù)對(duì)模型的影響
3.4 本章小結(jié)
第四章 FPGA 流量發(fā)生器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.1 流量發(fā)生器使用的平臺(tái)
4.1.1 數(shù)據(jù)流水線
4.1.2 寄存器流水線
4.2 總體設(shè)計(jì)架構(gòu)
4.3 FPGA 流量發(fā)生器的實(shí)現(xiàn)
4.3.1 隨機(jī)數(shù)據(jù)包產(chǎn)生模塊的實(shí)現(xiàn)
4.3.2 多分形小波模型的實(shí)現(xiàn)
4.3.3 FPGA 數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.3.4 輸出判斷模塊的實(shí)現(xiàn)
4.4 本章小結(jié)
第五章 流量的獲取與分析
5.1 流量檢測(cè)端的設(shè)計(jì)
5.1.1 流量檢測(cè)端功能設(shè)計(jì)
5.1.2 流量檢測(cè)端架構(gòu)設(shè)計(jì)
5.2 流量檢測(cè)端的實(shí)現(xiàn)
5.2.1 提取流程的實(shí)現(xiàn)
5.2.2 模塊的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)
5.3 結(jié)果分析
5.3.1 網(wǎng)絡(luò)流量的模擬生成
5.3.2 自相似性檢測(cè)
5.3.3 多重分形性質(zhì)檢測(cè)
5.3.4 結(jié)果對(duì)比
5.4 本章小結(jié)
第六章 工作總結(jié)及展望
6.1 工作總結(jié)
6.2 展望未來
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄
一、在校期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
二、在校期間參加的項(xiàng)目
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于峰值流量的網(wǎng)絡(luò)行為特征及影響因子分析[J]. 周愛平,程光. 通信學(xué)報(bào). 2012(10)
[2]Internet流量模型分析與評(píng)述[J]. 張賓,楊家海,吳建平. 軟件學(xué)報(bào). 2011(01)
[3]一種基于FPGA的面向網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的開發(fā)平臺(tái)設(shè)計(jì)[J]. 李志強(qiáng),楊波,孫濤,陳貞翔. 山東科學(xué). 2010(05)
[4]基于FPGA的高性能離散小波變換設(shè)計(jì)[J]. 王亞娟,曠捷,倪奎,王安文,黃啟俊,常勝. 電子技術(shù)應(yīng)用. 2009(10)
[5]網(wǎng)絡(luò)流量模擬方法研究進(jìn)展[J]. 陳宇峰,董亞波,魯東明. 計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì). 2009(06)
[6]基于ON/OFF模型的網(wǎng)絡(luò)流量產(chǎn)生器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 郝震華,矯文成,郝大為,潘艷輝. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2008(12)
[7]自相似流量生成算法研究[J]. 梁智濤,何慧,李斌. 微計(jì)算機(jī)信息. 2008(06)
[8]自相似流量隨機(jī)早期檢測(cè)方法[J]. 譚獻(xiàn)海,黃媛輝,金煒東. 西南交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2008(01)
[9]網(wǎng)絡(luò)流量生成中速率控制研究與實(shí)現(xiàn)[J]. 吳長(zhǎng)宇,矯文成,郝震華,張繼軍. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2008(03)
[10]一個(gè)基于多重隨機(jī)二分法的流量仿真模型的算法設(shè)計(jì)[J]. 蘇廣文,高德遠(yuǎn),樊曉椏,張永輝. 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2007(08)
碩士論文
[1]基于智能算法的網(wǎng)絡(luò)流量預(yù)測(cè)技術(shù)研究[D]. 馮華麗.江南大學(xué) 2011
[2]基于多分形小波的網(wǎng)絡(luò)流量模擬系統(tǒng)的研究[D]. 張華川.南開大學(xué) 2010
[3]基于FPGA面向典型應(yīng)用的安全防護(hù)系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D]. 孔超.山東大學(xué) 2010
[4]結(jié)合分形神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論的網(wǎng)絡(luò)流量預(yù)測(cè)研究[D]. 汪志勇.江西師范大學(xué) 2009
本文編號(hào):3460057
本文鏈接:http://sikaile.net/guanlilunwen/ydhl/3460057.html
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