一種基于網(wǎng)絡(luò)流量模型的多業(yè)務(wù)流量生成系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及網(wǎng)絡(luò)流量計算領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種基于網(wǎng)絡(luò)流量模型的多業(yè)務(wù)流量生 成系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著=網(wǎng)融合的快速發(fā)展，在同一種網(wǎng)絡(luò)中同時傳輸許多種業(yè)務(wù)的需求不斷增 加，由于各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用業(yè)務(wù)層出不窮，一些安全性的問題也必須隨之不斷地進行升級，運就 對現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)維護和規(guī)劃提出了新的技術(shù)要求。在網(wǎng)絡(luò)維護和規(guī)劃的過程中，我們需要測 試網(wǎng)絡(luò)承載多種業(yè)務(wù)的能力，流量發(fā)生器能夠進行人為控制從而產(chǎn)生流量，因此它是測試 網(wǎng)絡(luò)的一種十分重要的工具。采用流量發(fā)生器能夠獲取某些特定環(huán)境下的一些網(wǎng)絡(luò)參數(shù)， 比如時延、丟包率等等。
[0003] 目前流行的流量發(fā)生器有很多，W開源為主，但大多數(shù)都只是為了測試某一方面 而開發(fā)，它們或者只能產(chǎn)生簡單的TCP/UDP流量，或者只能產(chǎn)生某種單一的業(yè)務(wù)流量。比較 有代表性的是 了6、？〇33；[0]1_邑6]1、11日巧〇〇]1、化1396。、1]0?邑6]1、腫66]1、化1116313、0-口6等。
[0004] F*aul E.McKenney等人研究開發(fā)了TG(traffic generator)，運種流量發(fā)生器支持 TCP和UDP兩種協(xié)議應(yīng)用程序的測試，而且支持多播，能夠設(shè)置TTL，Qo S，To S等一些網(wǎng)絡(luò)參 數(shù)，它的缺點是不能產(chǎn)生多重數(shù)據(jù)流，而且流量模型比較簡單。
[000引 Vinay R化eiro等人研究開發(fā)了泊松流量發(fā)生器(Poisson_gen)，運種流量發(fā)生器 只能產(chǎn)生泊松模型的數(shù)據(jù)流。對于早期的公共電話交換網(wǎng)來說，其網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用比較單一，數(shù)據(jù) 傳輸量比較小，泊松模型能較好的描述實際呼叫的到達過程，對網(wǎng)絡(luò)流量的模擬起到了積 極地作用。通過近年來的研究表明，隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的多樣化，導(dǎo)致在某些通信環(huán)境下，網(wǎng)絡(luò) 通信流量的分布具有自相似性。因此，傳統(tǒng)的泊松模型在許多實際場合已經(jīng)不再適用。
[0006] 目前比較流行的一些流量生成工具只能產(chǎn)生簡單的TCP/UDP流量，或者只能產(chǎn)生 某種比較單一的業(yè)務(wù)流量，不能產(chǎn)生多種業(yè)務(wù)流量，并且有的流量發(fā)生器還沒有日志記錄， 不便于信息統(tǒng)計。運就無法滿足測試網(wǎng)絡(luò)對多業(yè)務(wù)承載能力的工作需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，特別創(chuàng)新地提出了一種基于網(wǎng) 絡(luò)流量模型的多業(yè)務(wù)流量生成系統(tǒng)。
[0008] 為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供了一種基于網(wǎng)絡(luò)流量模型的多業(yè)務(wù)流量 生成系統(tǒng)，包括：
[0009] 建立流量模塊，用于根據(jù)網(wǎng)絡(luò)流量業(yè)務(wù)的屬性和生成規(guī)律，選取相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)流量 模型進行建模，產(chǎn)生具有自相似性或多重分形特性的網(wǎng)絡(luò)流量；
[0010] 改進小波運算模塊，用于基于多分形小波模型設(shè)計網(wǎng)絡(luò)流量的生成算法，并選取 適當(dāng)?shù)暮瘮?shù)，對多分形小波模型進行改進；
[0011] 驗證流量運行模塊，用于通過方差時間法和多重分形譜檢測網(wǎng)絡(luò)流量模型的自相 似性，從而驗證網(wǎng)絡(luò)流量模型的穩(wěn)定性和可靠性。
[0012] 所述的基于網(wǎng)絡(luò)流量模型的多業(yè)務(wù)流量生成系統(tǒng)，優(yōu)選的，所述建立流量模塊中 的網(wǎng)絡(luò)流量業(yè)務(wù)包括：
[0013] HTTP業(yè)務(wù)模塊，用于通過ON-OFF模型模擬HTTP業(yè)務(wù)客戶端；
[0014] 視頻業(yè)務(wù)模塊，用于通過多分形小波模型進行視頻業(yè)務(wù)建模；
[0015] 語音業(yè)務(wù)模塊，用于通過生產(chǎn)者消費者模式的緩沖區(qū)模型進行語音業(yè)務(wù)建模。
[0016] 所述的基于網(wǎng)絡(luò)流量模型的多業(yè)務(wù)流量生成系統(tǒng)，優(yōu)選的，所述改進小波運算模 塊包括：
[0017] 為了確保合成的序列是非負(fù)的，需要對小波系數(shù)做如下限制：
[0018] I 心一 YM，其中化k和Wj,k分別是小波變換的尺度系數(shù)和小波系數(shù)，下標(biāo) j是尺度，下標(biāo)k為某尺度下的元素序號，取值范圍為k=0，l，...，2^，
[0019] 為了表征流量的分形特性，需定義小波能量衰減為尺度的函數(shù)，具體如下：
[0020] 設(shè)Aik為區(qū)間[-1刊]上的隨機變量，貝IJ由上式得：
[0021 ] Wj,k=Aj,k*Uj,k，
[0022]其中，A^k為具有對稱分布的0分布，
[0025] 所述的基于網(wǎng)絡(luò)流量模型的多業(yè)務(wù)流量生成系統(tǒng)，優(yōu)選的，所述改進小波運算模 塊還包括：
[0026] 通過多分形小波模型產(chǎn)生流量序列：
[0027] 設(shè)j=0,計算大尺度的系數(shù)化,0,建立起信號的全局均值；
[0028] 在形成樹狀圖每一層的尺度j上，產(chǎn)生隨機變量Aj,k，選Aj,k為對稱分布的0分布，并 通過(3.4)式計算Wj,k，對于k = 0,1,,2^-1.
[0029] 在形成樹狀圖每一層的尺度j上，由
計算出在尺度j+1上的U化化和Uj+i,2k+i，k = 0，l，. . .
[0030] 重復(fù)執(zhí)行上述步驟，直到達到最小尺度jmin = n為止，所述n為正整數(shù)。
[0031] 所述的基于網(wǎng)絡(luò)流量模型的多業(yè)務(wù)流量生成系統(tǒng)，優(yōu)選的，所述改進小波運算模 塊還包括：
[0032] 平移因子由下式計算：
[0033] kj+i = 2kj+kj'
[0034] 在樹狀圖中，左半部分的k/=0,右半部分的k/=l，將kj用二進制的形式進行表 示：
[0036]則合成的離散時間序列由下式表示：
其中Uo,0是最大尺度的系數(shù)，為模型的初始 值，Un,k是最細(xì)尺度n下面的尺度系數(shù)，為模型的輸出值；
[003引其中，Aj,k為具有對稱分布的0分布，其表不如下：
[0039] Aj,k * P(pj,pj),
[0042] Pj為j尺度下e分布的參數(shù)，屯為相鄰兩小波系數(shù)的方差比。
[0043] 所述的基于網(wǎng)絡(luò)流量模型的多業(yè)務(wù)流量生成系統(tǒng)，優(yōu)選的，所述驗證流量運行模 塊包括：
[0044] 設(shè)有時間序列X={Xi，i > 1}，把X分成大小為m的子塊，取每一塊的平均值，
[004引對連續(xù)的m值有：
[0047] 然后取X(m)化)的方差v曰パx(m ))，取對數(shù)log(v曰r(x(m)))/logm，接著用最小二乘法 擬合Iog(Var(Xfml))-Iog m曲線，能夠得到一個斜率為-如勺曲線，由于化rst參數(shù)H=l-e/2， 因此能夠求得序列的化rst參數(shù)，進而得知序列的自相似程度；
[0048] 對網(wǎng)絡(luò)流量多重分形性質(zhì)的檢測利用多重分形譜和化Ider指數(shù);Holder指數(shù)表示 某一點X上的突發(fā)程度，區(qū)間[x，x+Ax]內(nèi)事件發(fā)生的個數(shù)近似為（Ax)U;因此，如果a<l， 表示在X周圍區(qū)間的所有尺度內(nèi)都有突發(fā)性，即含有自相似性，而當(dāng)a>l時，表示隨著區(qū)間 的縮小，突發(fā)事件變得稀疏，
[0049] 定義在單位區(qū)間[0，1]上，解析度為N = 2D的概率變量y的取樣，為了檢驗是否有分 形行為存在，求不同q值和解析度下的部分和
其中，q e R，n從0開始的正整數(shù)
[0051] 如果Sm(q)在對數(shù)圖上的一段區(qū)間內(nèi)是m原線性函數(shù)，那么被觀察序列在運一區(qū)間 內(nèi)，存在多重分形的特性，或者說是多重分形的，
[0052] 利用最小二乘區(qū)域的方法，解等式
[0053] log Sm(Q) a T(Q)Iog m+C其中，C是常量
[0054] 由此便能夠得到速率函數(shù)T(q)，進而能夠求出多重分形譜函數(shù)f (a);多重分形的 區(qū)間能夠通過觀察部分和函數(shù)增量的線性區(qū)間而確定。
[0055] 綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：
[0056] (1)本流量生成器重點在于模擬真實網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)流量，通過本流量生成器，用戶能 夠發(fā)送自定義的IP、TCP、UDP包，模擬不同業(yè)務(wù)的流量生成和發(fā)送過程，產(chǎn)生具有自相似特 性或多重分形特性的網(wǎng)絡(luò)流量。
[0057] (2)傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)流量生成器或網(wǎng)絡(luò)測試儀發(fā)送數(shù)據(jù)包的模式很簡單，通常按照均 勻、隨機、突發(fā)等模式，產(chǎn)生的流量模型也多是傳統(tǒng)的流量模型，如泊松模型，而本流量生成 器則是按照一定的模型模擬不同業(yè)務(wù)流如HTTP業(yè)務(wù)、視頻業(yè)務(wù)、語音業(yè)務(wù)等的生成過程，產(chǎn) 生具有自相似性或多重分形特性的業(yè)務(wù)流，更好地模擬了真實網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)流量。
[0058] (3)本流量生成器不僅僅局限于上述=種模型，能夠按照任意輸出序列發(fā)送業(yè)務(wù) 流，即給定任意序列，在帶寬和平臺發(fā)送數(shù)據(jù)包的能力范圍內(nèi)，本流量生成器都能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā) 送數(shù)據(jù)包的功能。
[0059] 本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。
【附圖說明】
[0060] 本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得 明顯和容易理解，其中：
[0061] 圖1是本發(fā)明總體流程圖；
[0062] 圖2是本發(fā)明尺度系數(shù)運算過程圖；
[0063] 圖3是本發(fā)明不同尺度系數(shù)的生成圖；
[0064] 圖4是本發(fā)明語音流傳輸示意圖；
[0065] 圖5是本發(fā)明兩狀態(tài)語音源模型；
[0066] 圖6是本發(fā)明N個語音源共用緩沖區(qū)模型。
【具體實施方式】
[0067] 下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[006引在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語"縱向"、"橫向