多徑路由下網(wǎng)絡(luò)拓撲估計的層析成像方法研究及測量平臺的實現(xiàn).pdf

1、網(wǎng)絡(luò)拓撲推斷在計算機網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域是十分重要的一個問題。無論對于普通的網(wǎng)絡(luò)使用者還是網(wǎng)絡(luò)管理者而言，精確了解網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部結(jié)構(gòu)對于監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài)，設(shè)計網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用都具有重要的意義。由于實際網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部可能存在大量不能提供測量協(xié)作的節(jié)點，傳統(tǒng)推斷方法會面臨失效的風險，而基于層析成像的網(wǎng)絡(luò)拓撲推斷方法通過在網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點上收集網(wǎng)絡(luò)端到端性能參數(shù)（如時延、丟包率等），然后利用收集到參數(shù)進行數(shù)據(jù)分析及統(tǒng)計特征提取，便可以推斷網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。
　　現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)層析成

2、像研究大都是在網(wǎng)絡(luò)拓撲是樹狀拓撲的假設(shè)下進行的。然而隨著負載均衡技術(shù)的應(yīng)用，互聯(lián)網(wǎng)中出現(xiàn)了越來越多的多徑路由網(wǎng)絡(luò)，此時網(wǎng)絡(luò)端節(jié)點對間會存在多條可達路徑，拓撲不再是傳統(tǒng)的樹形拓撲結(jié)構(gòu)，并且傳統(tǒng)層析成像方法不再適用，因此本文主要對多徑路由下拓撲估計的網(wǎng)絡(luò)層析成像問題進行研究。另外為使網(wǎng)絡(luò)層析成像的研究更加方便高效，設(shè)計并搭建了一套基于PlanetLab與NS-3的層析成像測量平臺。本文的主要工作與創(chuàng)新點概括如下：
　?。?）提出了基于

3、報文到達順序的端到端路徑數(shù)目識別算法。明確網(wǎng)絡(luò)中多徑路由數(shù)目對拓撲估計問題至關(guān)重要。本方法首先根據(jù)包組中報文到達順序得到探測流約束集合，在不同的K值下對探測流使用有約束K均值算法進行聚類，得到不違反約束的最小的K值，最后使用傳統(tǒng)K均值算法的對探測流進行聚類，對從最小K值開始的不同聚類結(jié)果利用相關(guān)標準進行評判，推斷出可能的多徑路由數(shù)目。通過實驗證明了該算法在不同負載的網(wǎng)絡(luò)中都能準確地推斷出端到端路徑數(shù)目。
　?。?）提出了多徑路由下

4、基于節(jié)點插入的網(wǎng)絡(luò)拓撲估計方法。通過將多徑路由拓撲的分解為一個單源樹狀拓撲和若干多源樹狀拓撲證明了多徑路由拓撲結(jié)構(gòu)的可辨識性。方法首先對網(wǎng)絡(luò)中單徑路由節(jié)點利用傳統(tǒng)方法進行拓撲恢復(fù)得到樹狀拓撲，然后利用端到端測量得到的多徑路由路徑與其它單徑路由的相關(guān)性對其分支節(jié)點在樹狀拓撲上進行定位，從而最終恢復(fù)出多徑路由網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。實驗結(jié)果也證明了該方法可以準確估計多徑路由網(wǎng)絡(luò)拓撲。
　?。?）設(shè)計并搭建了基于PlanetLab與NS-3的層析