基于阈交理论的自相似网络业务控制研究

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随着计算机通讯业务的日益发展,提供业务服务质量保证(QoS)成为一个重要的研究方向,而网络拥塞检测和控制是保证(QoS)的关键技术. 在网络业务性能评价的研究过程中,网络业务传统模型如fluid-flow模型、packet-train模型、Markov-modulated Poisson过程、批到达Markov过程等所描述的业务序列具有短时相关性(short range dependence),当时间标度增加时,统计上单位时间内到达的数据包将趋于白噪声. 近年来,各国研究人员对以太网业务和VBR视频业务的研究结果表明:实际网络业务普遍存在统计上的自相似性,具有长相关性(long range dedendence). 由于传统业务模型描述能力的欠缺,他们引入了如分数布朗运动、FARIMA过程等模型,Duffield提出了在长相关业务FBM下应用大偏差(Large Deviztion)分析队列长度尾分布性质的方法. 但由于其业务模型相当复杂,这使得基于业务模型预报的网络控制因计算的繁杂而变得相当困难.由于网络性能评价中,通过优化带宽分配解决拥塞和溢出等问题时,我们更关心的是网络业务超出某一阈值的情况,而阈值以下的业务显然与要解决的问题关系不大. 因此我们提出采用阈交的方法,该方法可以不考虑业务的概率分布,避开业务模型数学处理的困难,是一种可行的新方法. 作为一种阈交问题,有关阈值选取的研究是重要的. 通过对阈值选取的研究,我们就可以在一定范围内近似估计出网络业务到达这一随机数据超阈值部分在整体网络随机数据中所占的比例,及其对网络拥塞的影响,从而使网络业务在保证服务质量的同时尽可能的减少缓存区,以达到节省空间的目的,实现合理的资源配置.本文提出采用方差分析的方法构造一个阈值的能量函数,并研究了超阈值能量函数的性质. 并以pAugTL.1s(3000多个数据)和pAugTL.100(30000多个数据)为例进行实证分析,进而得出规律,为阈值的选取提供一定的依据.在此基础上,我们进行了阈交理论应用于网络控制的可行性研究,并与基于预报的控制理论进行对比,结果表明该理论可以更好的满足实时控制的要求. 同时我们还给出基于阈交理论的一个动态带宽分配算法,以完成对实际业务进行实时控制的目的.
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