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Internet是基于数据分组交换的网络,与基于电路交换的传统电信网有根本差别。在分组网中传送的主要是数据业务,包括正在兴起的多媒体业务,而在传统的电信网中传送的主要业务是话音业务。在传统的网络设计和系统分析中采用泊松过程或马尔可夫过程可以得到很好的结果,但是在对分组网络的业务进行监测后发现,如果仍然采用泊松或马尔可夫模型,那么得到的排队分析结果和实际情况有很大的差别。
近年来国外一些研究人员通过对LAN、WAN等网络的精确测量与研究发现,分组网络中的真实业务量具有统计上的自相似性。网络的自相似业务特征已经引起很多研究人员的重视。相关的研究工作包括业务量的建模,网络性能的分析、流量控制与资源配置等方面。
本文对网络流量的自相似现象进行了描述,并对网络的自相似流量模型进行了分析研究。在此基础上,进行了自相似网络流量的仿真,仿真采用应用层建模的方法,考虑了网络中应用层、传输层、网络层对流量的作用和影响,符合网络应用的实际。在仿真环境中,研究了自相似流量对网络性能的影响。采用的研究方法是:当多个流量源共享有限网络资源、并考虑协议栈作用的情况下,分析自相似流量对网络性能的影响。
研究结果表明,相对于传统的泊松流量模型的性能预测结果,网络的自相似流量会引起系统包丢失率的增加、平均队列长度的增大,从而对网络资源的要求也较高。网络资源的增加需要注意网络资源的分配和有效的网络性能之间的平衡问题。缓冲区的增加,降低了包丢失率,同时引起排队延迟的增大。对于一个总流量相对稳定的网络,使用基于带宽的网络资源分配策略将是比较有效的。研究结果对提供有保证的QoS和网络设计有一定的指导意义。