29-无线网自相似业务的建模分析 与性能评价研究.pptVIP

无线网自相似业务的建模分析 与性能评价研究 王华 天津大学计算机系 2003年3月29日 报告内容： 课题背景 ?网络业务自相似性的发现 ?自相似网络业务研究的现状 ?课题开展基础 自相似随机过程及其数学特性 ?自相似过程的性质 ? Hurst参数辨识 报告内容： 无线网自相似业务建模分析与预报 ?WaveLAN无线网业务自相似性分析 ?用户行为及网络性能分析 ?自相似网络业务预报 研究目标 课题进展计划 课题背景 网络业务自相似性的发现 ?在网络设计、评价和优化中，网络业务模型作用重要 ?很长一段时间采用传统话务模型或其改进形式 ?较为复杂随机模型的引入：fluid-flow、 packet-train、 Markov-modulated Poisson Process、批到达马尔科夫过程等 ?共同特点：描述的业务序列具有短时相关性（short-range dependence) 课题背景 ?现代网络技术飞速发展，网络业务突发性和复杂性大大超过传统通信网 ?九十年代初，美国BellCore和Boston大学分析以太网业务和VBR视频业务 ?发现：实际网络业务存在自相似性（self-similar） ?自相关函数随时间间隔增大呈双曲函数衰减，是长相关的（long-range dependence） 课题背景 自相似网络业务研究现状 ?该领域研究活跃，国际会议设有专题讨论 ?迄今为止大部分网络测量仅限于有线网范围内 ?无线网安装便捷、移动性好、使用灵活、易于扩展 ?问题：无线网络业务是否也呈现自相似性 课题背景 自相似网络业务研究现状 ?测量分析发现实际无线网业务具有自相似性 ?UCLA WING group的Songwu Lu 等人对无线业务自相似性进行多方面研究： ⑴分析采自一个WaveLAN的三个月的数据流 ⑵研究移动终端业务量，业务量很大时，移动性不会改变自相似性；Hong/Rappaport移动模型不会影响自相似性 课题背景 ⑶使用真实VBR视频流为背景业务驱动仿真器ns-2，将实际信道差错模式作用于视频流 ⑷分别将基于时间窗口和指数平均方法应用于仿真器。自相似的存在，无线链路利用率66％ ?Anand Balachandran，采集2001年8月ACM SIGCOMM’01会议中无线数据。包括：每个AP的SNMP数据和tcpdump数据。研究：用户会话时间长度，用户数据传输率，用户应用程序，用户移动性，射频（RF）信道差错及MAC层重传机制 课题背景 ?Mary Baker，观测分析斯坦福大学Gates Computer Science Building内的WaveLan，采集了12周的业务数据。侧重：揭示移动用户如何利用无线网 ?Kotz和Essien，采集了Dartmouth College校园网2001年秋季数据，以混和业务为主，体现校园网应用程序的特点 ?Ljiljana Trajkovic，使用OPNET对采自Telus Mobility的CDPD网的数据进行建模仿真 课题背景 ?CMU的研究者对校园网WaveLan进行观测，研究：有障碍物情况下RF环境的差错模型和信令特征 ?M.G.Arranz，对某个基于802.11b的公共无线局域网进行测量，分析：UDP业务总吞吐率，平均延迟，延迟抖动，帧错误率，IP包丢失率 ?Berkeley的研究者提出无线网测量和评价方法trace modulation，记录移动终端业务负载，作为描述网络行为模型的输入 ?Balazinska，对某社团大规模无线局域网采样，按移动性对1366个用户分类，分析：用户行为及每个AP承担的负载量 课题背景 ?Praveen Ikkurthy，搭建了一个基于IEEE802.11b标准，采用CSMA/CA协议的11Mbps无线局域网实验床，传送MPEG-4视频流。改变主机与AP距离和包大小，得到不同信道差错率，及其对视频流信息质量的影响 ?Yixin Zhu等人采集了Texas的Nortel Network，North Carolina的RTP以及Ottawa数个校园网的无线Email业务数据，分析文件服务器上邮件到达过程，邮件大小及OFF周期分布 结论：不论网络的拓扑结构、用户数量、服务和利用类型如何变化，自相似性始终存在 课题背景 课题开展基础 ?本课题组是国内最早开展自相似业务研究的单位之一，已完成的工作有： ⑴系统研究了自相似随机过程理论、长相关特性的时间序列分析理论和大偏差理论