高速 IP 網(wǎng)絡(luò)的輕負(fù)荷和快速仿真(一)

高速 IP 網(wǎng)絡(luò)的輕負(fù)荷和快速仿真(一)

高速 IP 網(wǎng)絡(luò)的輕負(fù)荷和快速仿真
摘要：
 網(wǎng)絡(luò)路由實(shí)現(xiàn)模擬有兩個(gè)重要的因素，大小不一的文件和傳輸控制協(xié)議，他們分布于會(huì)話層。整合兩者的源操作面臨著兩個(gè)主要的可測(cè)量性問(wèn)題，其中每個(gè)來(lái)源所必需的計(jì)算資源限制了可被模擬來(lái)源的數(shù)量，以大容量網(wǎng)絡(luò)為內(nèi)容的離散事件數(shù)量導(dǎo)致了過(guò)長(zhǎng)的模擬時(shí)間。我們介紹一種輕巧的路由來(lái)源。從統(tǒng)計(jì)上來(lái)看，它產(chǎn)生的路由類似實(shí)際來(lái)源產(chǎn)生的路由。與實(shí)際來(lái)源相類似，它產(chǎn)生很多分布在會(huì)話層的文件。然而，它的傳送操作建立于近似傳輸控制協(xié)議的假的傳輸控制協(xié)議上。P-TCP的稀疏編碼使LWTS相對(duì)于現(xiàn)實(shí)的路由來(lái)源少了50倍。為了解決第二個(gè)可量測(cè)性問(wèn)題,我們?cè)趥鬏攲咏榻B新奇的抽象化技術(shù): 我們把小包送給一整窗戶傳輸控制協(xié)議包的當(dāng)做一大包。這抽象化造成不連續(xù)事件的減少可達(dá)到28倍的更快速的模擬。
關(guān)鍵詞語(yǔ)：輕負(fù)荷業(yè)務(wù)源，可測(cè)量仿真方法論，大范圍可靠性
1介紹
 計(jì)算機(jī)模擬的目標(biāo)是盡可能的模仿現(xiàn)實(shí)。然而，很重要的是為了研究一些特定的系統(tǒng)特點(diǎn)，并且不僅要仔細(xì)考慮現(xiàn)實(shí)細(xì)節(jié)，還要用現(xiàn)有的計(jì)算資源，在合理的時(shí)間內(nèi)完成模擬。在大多數(shù)情況下，兩個(gè)目標(biāo)在相反的兩端。仿真模擬需要特殊的、昂貴的硬件，要求長(zhǎng)時(shí)間提供穩(wěn)定的結(jié)果。另一方面，任何解決實(shí)際限制的承諾一般都要考慮犧牲一些模型的實(shí)際細(xì)節(jié)。
 互聯(lián)網(wǎng)路由是大范圍的，這是由它自身性質(zhì)決定的。LRD在路由工程和網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的問(wèn)題上有很深的影響，從數(shù)學(xué)的角度看，它意味著路由表明大范圍時(shí)間內(nèi)的相關(guān)性，除此之外，特定協(xié)議機(jī)制和壅塞控制機(jī)制提高了在小范圍時(shí)間表內(nèi)復(fù)雜結(jié)構(gòu)道具的性能，這是不同于大時(shí)間縮放的行為，從觀察的表現(xiàn)要點(diǎn)來(lái)看，這些相關(guān)結(jié)構(gòu)的最大反映是排隊(duì)行為，這巨大的不同于產(chǎn)生于Poisson貨物記憶處理的古典行為結(jié)果。因此，在通信網(wǎng)絡(luò)仿真的路由中實(shí)現(xiàn)大時(shí)間和小時(shí)間的相關(guān)性是很重要的。
 LRD 主要地被歸因于會(huì)話特性, 或使用者-行為。每個(gè)使用者被模擬為開(kāi)關(guān)源，那開(kāi)狀態(tài)表現(xiàn)使用者的下載活動(dòng), 而且關(guān)狀態(tài)表現(xiàn)它的想-時(shí)間。開(kāi)時(shí)間是冗長(zhǎng)分布的，是因?yàn)槿唛L(zhǎng)的網(wǎng)頁(yè)造成的。多個(gè)不規(guī)則碎片在小的時(shí)間刻度的結(jié)構(gòu)主要地被歸因于傳輸控制協(xié)議記錄。作者介紹的HTTP-TCP的來(lái)源包括這些因素，它包括完全落實(shí)傳輸控制協(xié)議傳送冗長(zhǎng)分布于會(huì)話層的文件。
 然而以實(shí)用的方式模擬低速度網(wǎng)絡(luò)是有可能的，在高速網(wǎng)絡(luò)模擬方法學(xué)面對(duì)兩個(gè)主要可測(cè)量問(wèn)題。如高速的網(wǎng)絡(luò)攜帶大量路由，因此,很多的路由來(lái)源必須模擬在這樣一個(gè)系統(tǒng)上。每個(gè)來(lái)源對(duì)計(jì)算機(jī)的資源都要求。因此,有限可得的計(jì)算機(jī)資源限制能被模擬的來(lái)源數(shù)量。其次，每個(gè)來(lái)源在模擬的過(guò)程中產(chǎn)生若干的不連續(xù)的事件。時(shí)間越多，模擬的時(shí)間越長(zhǎng)。這些是與高速網(wǎng)絡(luò)的離散事件模擬學(xué)密切相關(guān)的兩個(gè)重要實(shí)際的限制。
 可量測(cè)性議題對(duì)HTTP-TCP來(lái)源甚至是更嚴(yán)重的，它包括一個(gè)客戶–服務(wù)器的傳輸控制協(xié)議對(duì)為傳輸控制協(xié)議連接：兩者都占據(jù)存儲(chǔ)空間而且產(chǎn)生路由。事件被產(chǎn)生用于從服務(wù)器到客戶端的數(shù)據(jù)流同樣用于相反方向的路由確認(rèn)．大量的不連續(xù)的事件減慢模擬。舉例來(lái)說(shuō),在一個(gè)４ＧＢ隨機(jī)存取儲(chǔ)存器和一個(gè) 1.5Ｇ赫茲處理器的機(jī)器上，一總共1.5 Gbps 的路由需要2 – 3個(gè)秒的現(xiàn)實(shí)路由。同樣，HTTP-TCP來(lái)源占據(jù)約２０kBytes的模擬器的內(nèi)存空間。現(xiàn)在的穩(wěn)定 Linux 核心能存取將近４ＧＢ的存儲(chǔ)器。1 GBytes的存儲(chǔ)空間被用于核心，組件等。因此，我們?cè)谑Ｓ嗟?3 GBytes 存儲(chǔ)器上能最多模擬 150,000來(lái)源。當(dāng)調(diào)諧的模擬一個(gè)典型的網(wǎng)路使用者，每個(gè)來(lái)源生產(chǎn)約12 kbps的路由。然后模擬器的能力不超越路由的1.8 Gbps 的模擬。提供這些實(shí)際的限制, 現(xiàn)實(shí)的小包級(jí)的高速網(wǎng)絡(luò)的模擬出現(xiàn)被當(dāng)做一不可能的任務(wù)。因此, 一新類型的路由來(lái)源要求不僅產(chǎn)生現(xiàn)實(shí)的互聯(lián)網(wǎng)路由而且解決那有關(guān)的可量測(cè)性問(wèn)題。
 我們介紹一個(gè)新類型的路由來(lái)源，它在統(tǒng)計(jì)上來(lái)看類似被產(chǎn)生的路由被一真正的HTTP-TCP來(lái)源產(chǎn)生。我們叫它輕便路由源。就像HTTP-TCP來(lái)源，LWTS 是一個(gè)開(kāi)關(guān)源。在會(huì)話層，它有和HTTP-TCP來(lái)源一樣準(zhǔn)確相同的結(jié)構(gòu)。因此，它生產(chǎn)和HTTP-TCP來(lái)源是完全相似的 LRD 路由。二個(gè)來(lái)源之間的不同是二個(gè)來(lái)源傳送數(shù)據(jù)的方法。我們?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)模擬的范圍引進(jìn)一新的傳送模型。我們叫他假- 傳輸控制協(xié)議.(P-傳輸控制協(xié)議)。這類似于包括真正的占優(yōu)勢(shì)特性TCP傳輸協(xié)議。舉例來(lái)說(shuō)慢啟動(dòng)行為，壅塞避免，快速重傳送和恢復(fù)，和一大約的指數(shù)背面行為也提到如 Karn's 的運(yùn)算法則。它合并機(jī)制，估計(jì)來(lái)回時(shí)間 (RTT) 分配，這在路由特性中扮演重要角色。它的稀疏編碼的實(shí)現(xiàn)主要成份是兩存儲(chǔ)-當(dāng)作數(shù)據(jù)庫(kù)使用的地圖。一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)跟蹤包損失，每當(dāng)他們失去一個(gè)它直接地被寫入緩沖。
 另一個(gè)跟蹤端到端得抱延時(shí)。P-TCP閱讀這兩張圖而且因此反應(yīng), 也就是,它隨著網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)改變自身狀態(tài)，形成彈性路由。我們將會(huì)在下面的部分解釋它的完整行為以及和真正的TCP顯著的不同。一些技術(shù)已經(jīng)用來(lái)加速模擬，他們被分成三組，計(jì)算能力，模擬技術(shù)和模擬模型。較快速的處理器產(chǎn)生跟強(qiáng)的計(jì)算能力。更好的和改良的模擬運(yùn)算法則改善模擬速度等，重啟動(dòng)系統(tǒng)裝置探究罕見(jiàn)事件。第三方式是使用較高的層抽象化, 舉例來(lái)說(shuō),包序列模擬技術(shù)模擬了一群緊密地排列得包作為一單獨(dú)的包序列，另一種方法是流暢的模擬方法。一個(gè)相等的不連續(xù)的包模擬器跟蹤所有路由源和網(wǎng)絡(luò)序列在物理層的變化，流暢的模擬器處理一組大塊流動(dòng)包。網(wǎng)絡(luò)路由在連續(xù)不斷的流之間是被處理過(guò)的，一組平常的差別平衡數(shù)字的被解決，獲得依賴時(shí)間網(wǎng)絡(luò)行為的估計(jì)，流模擬器的過(guò)頭處理遠(yuǎn)低于報(bào)水平的模擬器是很自然的，因此直接導(dǎo)致更快的模擬，然而，很明顯可以看到，加速模擬是以犧牲細(xì)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)為代價(jià)的。
 我們采用一個(gè)完全新的抽象化策略。我們?cè)趥鬏攲幼鞒橄螅�以便能更早修改將大塊數(shù)據(jù)當(dāng)作一整窗包來(lái)傳送的P-TCP協(xié)議，將一整窗當(dāng)作一小包降低了負(fù)載計(jì)劃引擎的負(fù)載，加速了模擬。這種在窗口水平的抽象世介于包水平和流水平之間的，它不僅合并了會(huì)話層的冗長(zhǎng)分布文件特性，也保持了TCP協(xié)議的關(guān)鍵功能。不能推測(cè)在建立隊(duì)伍后跟著發(fā)生包丟失或延時(shí)。這種抽象的代價(jià)是我們要放棄包水平的細(xì)節(jié)，在窗水平上模擬，我們相信我們的抽象測(cè)率在保證模擬仿真的同時(shí)也想留模擬一樣取得了明顯增速。我們將在模擬的幫助下論證這種技術(shù)的效用。
 我們做了兩項(xiàng)研究。在第一項(xiàng)研究中，我們比較LWTS的離散包版本來(lái)源和HTTP-TCP來(lái)源。我們將測(cè)量和顯示關(guān)鍵路由統(tǒng)計(jì)的好的匹配，如吞吐量，變化系數(shù)，獨(dú)立協(xié)方差，赫斯特參數(shù)。在第二項(xiàng)研究中，我們比較來(lái)源的抽象版本和現(xiàn)實(shí)來(lái)源的產(chǎn)生的路由，我們表示那主要部份路由特性和離散包水平路由的吞吐量，赫斯特參數(shù)和平均包延時(shí)的良好匹配。這種模擬是實(shí)際的到目前為止也是更快的，更輕巧的。
 以HTTP-TCP路由為來(lái)源的用戶行為模式在第二部分和第三部分已經(jīng)給出，我們揭示了LWTS 的工作方式和如何處理以上提到的可測(cè)量性問(wèn)題。在第四部分，我們討論模擬建立和結(jié)果。
2 HTTP-TCP的來(lái)源
 我們簡(jiǎn)要的討論了HTTP-TCP的來(lái)源的細(xì)節(jié)。讓我們描述網(wǎng)頁(yè)服務(wù)器上連貫的網(wǎng)頁(yè)用戶請(qǐng)求到搭建的時(shí)間，HTTP協(xié)議在會(huì)話層取得申請(qǐng)的網(wǎng)頁(yè)然后傳送到TCP上。讓 V代表網(wǎng)頁(yè)服務(wù)器產(chǎn)生的平?jīng)Q文件的大小，讓 Z代表梅耶對(duì)象的平均數(shù)目。如果 F 表示平均的網(wǎng)頁(yè)然后按規(guī)定尺寸制作 F= V Z. TCP 傳送網(wǎng)頁(yè)從服務(wù)器到用戶。平均網(wǎng)頁(yè)傳輸以平均的開(kāi)時(shí)間在會(huì)話層被完成。網(wǎng)頁(yè)下載之后，用戶在下個(gè)申請(qǐng)之前，在平均關(guān)閉時(shí)間內(nèi)保持不活動(dòng)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)用戶循環(huán)經(jīng)歷著開(kāi)和關(guān)的行為。
  HTTP-1.1 被考慮在會(huì)議層是因?yàn)樗�的流行。他通過(guò)持久穩(wěn)固的連接傳送文件，這意味著一個(gè)單一連接用于傳送一個(gè)網(wǎng)頁(yè)的所有文件。類似連接的做法在這里不再舉例。在傳輸層，TCP首先通過(guò)三次握手建立服務(wù)器和客戶之間的連接，然后傳送實(shí)際數(shù)據(jù)，從一包開(kāi)始，TCP保持在一窗中加倍，直到達(dá)到它的極限或有包丟失。前者他會(huì)轉(zhuǎn)到CA階段。對(duì)于TCP，接連的兩個(gè)創(chuàng)之間的時(shí)間是rtt。如果沒(méi)有包丟失，連接將會(huì)開(kāi)啟最大壅塞窗，然后維持這窗直到整個(gè)的文件傳完。如果有損失傳輸控制協(xié)議將會(huì)轉(zhuǎn)變到其他的階段。
 如果互聯(lián)網(wǎng)路由的主要成分主要由弱的tcp傳輸或“老鼠”， 公平的是只有傳輸控制協(xié)議的SS 極限狀態(tài)足夠搬運(yùn)網(wǎng)絡(luò)路由的大部分。這是HTTP-TCP模型的基礎(chǔ)。這個(gè)模型將會(huì)更緊密地模擬現(xiàn)實(shí)。然而，模擬的結(jié)果表明，這種近四實(shí)際上不壞，我們發(fā)現(xiàn)中的大部分遵循互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)路由中的現(xiàn)有統(tǒng)計(jì)資料。
 可以推測(cè)，適當(dāng)大小的網(wǎng)絡(luò)在極限狀態(tài)時(shí)有不可避免的包丟失，作者將在下面闡述HTTP-TCP路由得tp.
 
 N 是必需傳送的一個(gè)大小為 F 的平均網(wǎng)頁(yè) RTTs 的平均數(shù)字。清楚地來(lái)源準(zhǔn)時(shí)到達(dá)
3輕負(fù)荷路由來(lái)源
 為了保持LWTS和HTTP-TCP來(lái)源的密切性，在會(huì)話層我們準(zhǔn)確使用用戶行為，兩種來(lái)源在傳輸方式上是不一致的。早些時(shí)候P-TCP已經(jīng)介紹了，它的細(xì)節(jié)將在下面給出。
 象早些時(shí)候闡述的那樣，每個(gè)用戶請(qǐng)求造成tcp傳輸?shù)木W(wǎng)頁(yè)產(chǎn)生。Tcp是有確認(rèn)鎖的。新的報(bào)文只有在得到確認(rèn)響應(yīng)后才發(fā)出。每個(gè)包引發(fā)一個(gè)向相反方向的確認(rèn)包。這是tcp反饋環(huán)的一個(gè)主要功能。反饋環(huán)另一個(gè)主要功能是提供rtt的估計(jì)。兩功能都取決于網(wǎng)絡(luò)條件。
 我們減少反饋環(huán)的包確認(rèn)，用兩個(gè)基于軟件的反饋環(huán)代替補(bǔ)充相同功能，同時(shí)，語(yǔ)音多樣性對(duì)ASR系統(tǒng)的進(jìn)展仍然有很大的影響。在以易變?yōu)樘卣鞯囊蛩刂校�詞性和口音是最重要的。前者已經(jīng)被AD模型所包含。然而，還是有相對(duì)較少的關(guān)于帶口音的語(yǔ)音識(shí)別的研究正在進(jìn)行，尤其是對(duì)那些雖有同樣母語(yǔ)，但由于人們方言的不同而發(fā)生了區(qū)域性口音變化的語(yǔ)音的研究。
 我們減少反饋環(huán)的包確認(rèn)，用兩個(gè)基于軟件的反饋環(huán)代替來(lái)補(bǔ)充相同功能，我們用兩個(gè)存儲(chǔ)地圖做數(shù)據(jù)庫(kù)，一個(gè)跟蹤包丟失，它叫plm，另一個(gè)跟蹤e2e包延時(shí)，它叫e2e延時(shí)地圖。Plm在隊(duì)列丟失包時(shí)被直接寫入緩沖。E2EDM被客戶寫入接收包。
 

 每個(gè)客戶計(jì)算E2E延遲并且把它寫入地圖。在接下來(lái)的部分我們將指出LWTS和HTTP-TCP來(lái)源的不同之處。
3.1 連接打開(kāi)和結(jié)束
  TCP經(jīng)過(guò)三次握手完成連接打開(kāi)階段的兩個(gè)方面（1）40個(gè)位信號(hào)包（2）從客戶到服務(wù)器的網(wǎng)頁(yè)請(qǐng)求。第一方面差不多包括在模型中。一個(gè)40字節(jié)的信號(hào)包在連接開(kāi)始時(shí)被送出，他的成功投遞被數(shù)據(jù)庫(kù)PLM確認(rèn)，在完成一個(gè)rtt間隔后，如果包丟失，他將會(huì)在RTT間隔之后重新發(fā)送和重新檢查是否成功投遞。如果包成功投遞，連接將進(jìn)入ss階段。
 第二個(gè)方面我們只是從負(fù)指數(shù)級(jí)的網(wǎng)頁(yè)傳送間功能性的移到一個(gè)隨機(jī)關(guān)閉的服務(wù)器，這關(guān)閉時(shí)間的分布的平均價(jià)值設(shè)置以平均思考時(shí)間和關(guān)閉時(shí)間為準(zhǔn)。
 我們通過(guò)設(shè)置最后一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)的RST位模擬TCP連接關(guān)閉階段，通知客戶端數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕Y(jié)束。
3.2暫停和三倍-副本                                                                      
  在P-TCP中沒(méi)有定時(shí)器，這極大的簡(jiǎn)化了協(xié)議的執(zhí)行，這些定時(shí)器的基本功能使評(píng)估重傳延時(shí)，或協(xié)議推測(cè)包丟失以及將會(huì)采取的去處這種情況必須步驟所需的時(shí)間。對(duì)于P-TCP包丟失直接寫入PLM，信息被協(xié)議讀出。這也去除了告訴協(xié)議包丟失需重傳的三倍副本機(jī)制的需求。
3.3 P- TCP階段
  P- TCP由SS,CA,FRR和Exp-BO階段，和TCP思想一致。從SS階段開(kāi)始，在第一個(gè)RTT內(nèi)傳送一獨(dú)立數(shù)據(jù)包，如果沒(méi)有損失，協(xié)議將在一個(gè)RTT內(nèi)加倍壅塞窗，直到窗達(dá)到極限，這就是指數(shù)創(chuàng)增長(zhǎng)。然后協(xié)議將轉(zhuǎn)向CA階段，在這一階段，CWND將在窗成功發(fā)送或丟失后被一部分填充。這是線性增長(zhǎng)。這種增長(zhǎng)將一直持續(xù)直到達(dá)到最大壅塞窗，通常是65,535個(gè)字節(jié)。如果沒(méi)有損失，將一直保持知道網(wǎng)頁(yè)傳送終止。
 如果沒(méi)有包損失，失去包的緩沖將把丟失寫入PLM。在協(xié)議發(fā)送一窗新的信息包之前，他將讀取數(shù)據(jù)庫(kù)的于特定連接相關(guān)的損失。他的兩個(gè)操作基于這個(gè)信息：(1)一定傳送容量=傳送量+包丟失，網(wǎng)頁(yè)量將被重新傳送，(2) 決定下一階段。遵循集中出現(xiàn)的可能：如果再SS中由單一的損失，那下一狀態(tài)將是SS,這是個(gè)近似。實(shí)際的TCP，例如，如果丟失檢測(cè)TD機(jī)制允許FRR，TCP-RENO將可避免激烈的從SS重復(fù)開(kāi)始的測(cè)量，因此將進(jìn)入CA階段

 如果在階段有包損失，Wssth 和 CWND將被減少到正在運(yùn)轉(zhuǎn)的CWND的一半最小值是二，下一階段CA。這是FRR的近似。
 如果在CA階段有多種損失，那下一階段是SS。這是嚴(yán)重?fù)矶碌嫩E象，因此，P-tcp協(xié)議將會(huì)徹底降低從SS開(kāi)始的幾率。
 如果在SS階段有多種損失，下一階段是Exp-BO。這是幾種壅塞的跡象。
 因?yàn)樗�在相關(guān)高損失條件下誘導(dǎo)偽自我模擬的重要性所以包括Exp- BO 階段是確定的。真正的傳輸控制協(xié)議把一包并在Karn's 的運(yùn)算法則決定的RTO內(nèi)等待確認(rèn)。如果包傳送不成功，RTO將加倍然后再一次傳這包。協(xié)議保持加倍的RTO知道她達(dá)到64倍的第一個(gè)RTO。這又將包傳送丟失造成的偽自我迷你的幾率降低一半的作用。
 我們的執(zhí)行用確定的RTO來(lái)近似。在P-tcp的Exp-BO中，以RTO= 5 * RTT 來(lái)計(jì)算。這是因?yàn)楫?dāng)取道平均rtt值的標(biāo)準(zhǔn)背離rtt.做一個(gè)簡(jiǎn)單的假設(shè)rtt是負(fù)指數(shù)分布，我們將設(shè)
3.4 RTT估算
    當(dāng)客戶受到數(shù)據(jù)包，會(huì)用一種簡(jiǎn)單的方法計(jì)算E2E延遲，即現(xiàn)有系統(tǒng)的時(shí)間與數(shù)據(jù)包被產(chǎn)生的時(shí)間差 ，將這個(gè)延遲加倍所以可以估計(jì)RTT將這個(gè)延遲寫入E2EDM。P-TCP將應(yīng)用相同的  估計(jì)函數(shù)應(yīng)用在真實(shí)的TCP-IP協(xié)議中。P-TCP讀取數(shù)據(jù)庫(kù)中的內(nèi)容再調(diào)整下次發(fā)送的滑動(dòng)窗口。
3.5 數(shù)據(jù)提取戰(zhàn)略
 數(shù)據(jù)的提取在運(yùn)輸層完成， 不是發(fā)送離散的數(shù)據(jù)包在每個(gè)時(shí)間周期，P-TCP將一整個(gè)數(shù)據(jù)包在一個(gè)滑動(dòng)窗口中一起發(fā)送。優(yōu)點(diǎn)是明顯的：提取的數(shù)據(jù)會(huì)被清晰地在日程表上顯示，因?yàn)樗鼘⒔o每個(gè)數(shù)據(jù)包間日程表而不是一G包在每個(gè)數(shù)據(jù)周期。
 然而我們將指出一個(gè)重要的細(xì)節(jié)：因?yàn)樵趥鬏攲觽鬏敚�因�(yàn)閾砣�，�?shù)據(jù)隊(duì)列會(huì)遺失整個(gè)滑動(dòng)窗口，但離散的數(shù)據(jù)包不會(huì)！這樣看起來(lái)很極端，我們指出數(shù)據(jù)包的丟失是相關(guān)的。  在丟棄結(jié)尾數(shù)據(jù)類型的路由器中，當(dāng)滑動(dòng)窗口中以數(shù)據(jù)包丟失后，剩下的敞口中的數(shù)據(jù)包也會(huì)一起丟失。我們會(huì)進(jìn)一步產(chǎn)生疑問(wèn)多少個(gè)數(shù)據(jù)包在突發(fā)事件中丟失。基于純理論的解釋很難給出。然而我們將估計(jì)與模擬現(xiàn)實(shí)的情況截取數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)段在有突發(fā)的遺失發(fā)生后。例如：只有完全窗口的一部分?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)生遺失將不會(huì)在寄存器中找到那部分?jǐn)?shù)據(jù)。這種方法比較現(xiàn)實(shí)。詳細(xì)的情況可以被得到。我們發(fā)現(xiàn)后果并不是想象的那末嚴(yán)重。因?yàn)槲覀兛梢杂没�于少量的�?shù)據(jù)流失模式來(lái)觀察。所以這種估計(jì)并不是沒(méi)有事實(shí)依據(jù)的。然而我們指出，TCP所要做得在相關(guān)的數(shù)據(jù)包丟失以后。
 基本的當(dāng)tcp探測(cè)到數(shù)據(jù)丟失以后它有兩種選擇。如果數(shù)據(jù)包被成功的發(fā)送當(dāng)一是數(shù)據(jù)包的意外發(fā)生以后，協(xié)議會(huì)收到兩個(gè)獲三個(gè)一樣的數(shù)據(jù)包。這就意味著會(huì)產(chǎn)生輕微壅塞，這時(shí)TCP會(huì)選擇FRR，然而如果兩個(gè)連續(xù)的數(shù)據(jù)窗口發(fā)生遺失協(xié)議會(huì)選擇SS。這個(gè)估計(jì)蘊(yùn)含了TCP協(xié)議防壅塞的思想。
 判斷數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪康氖菢O其重要的，簡(jiǎn)單一些說(shuō)是解決可觀測(cè)性事件用一種模擬仿真的方法。我們主張不要重新設(shè)定TCP或獲取TCP的整個(gè)反饋循環(huán)。這用特性決定了用戶行為將其他傳輸特性整合在了一起。
3.6 LWTS 吞吐模式
 我們將TCP的基于結(jié)構(gòu)模式定義在基于段模式之中。協(xié)議傳輸平均每個(gè)W窗口實(shí)時(shí)的以R速率傳輸。協(xié)議停止傳輸在TCP OFF是間段中，MSS極為最大傳輸數(shù)據(jù)部分。N的公式如下：
 
 為了估計(jì)ss段是否能傳輸平均每個(gè)網(wǎng)頁(yè)。一下是估計(jì)公式：
 
 平均窗口長(zhǎng)度W平均網(wǎng)頁(yè)傳輸量將為
 將RTT定義為協(xié)議傳輸在下限之和有
 LWTS具有開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)在傳輸層，在一段內(nèi)應(yīng)用開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)在部分層：直觀地來(lái)看有
 
 N是平均的RTT值傳輸平均每個(gè)網(wǎng)頁(yè)時(shí)。現(xiàn)在公式可以寫為
 
 再做一個(gè)微調(diào)
 
 還有：
 
3.7預(yù)計(jì)的提速
 在決定提速量時(shí)有三個(gè)主要因素。
 在不提及現(xiàn)實(shí)的HTTP與TCP協(xié)議時(shí)，假設(shè)段到達(dá)時(shí)我們?cè)诜��?wù)器產(chǎn)生網(wǎng)頁(yè)但僅僅將其傳輸?shù)娇蛻舳恕�HTTP打開(kāi)或關(guān)閉時(shí)和TCP既不產(chǎn)生流量,我們也消除了繁瑣的TCP編碼過(guò)程而將其在客戶服務(wù)器簡(jiǎn)單的編碼。每個(gè)客戶服務(wù)器將其丟失數(shù)據(jù)簡(jiǎn)單編碼在下一個(gè)數(shù)據(jù)窗口返回。因?yàn)檫@種原因我們不能精確的估計(jì)加速量。然而這種估計(jì)會(huì)發(fā)生兩道三次。
 去除了確認(rèn)信息量：數(shù)據(jù)確認(rèn)信息在數(shù)據(jù)包的傳輸中產(chǎn)生的流量和數(shù)據(jù)出書幾乎相等。所以數(shù)據(jù)的傳輸速率提高也直觀地展現(xiàn)為確認(rèn)信息的去除
 提取：數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶崴倭颗c窗口壅塞的程度相關(guān)。可以用一下公式計(jì)算
 
 一個(gè)典型的用戶行為如圖表1在給出MSS后平均網(wǎng)頁(yè)傳輸可提高到大約42數(shù)據(jù)包
 
 
 所以，模擬時(shí)間加速了四倍在離散數(shù)據(jù)包傳輸時(shí)。在提取窗口級(jí)模擬式可望提速大約28倍。
3.8進(jìn)一步提速
 數(shù)據(jù)提取戰(zhàn)略將有現(xiàn)實(shí)的情況發(fā)生改變。因?yàn)闀?huì)遇到光傳輸網(wǎng)絡(luò)所附加的傳輸限制。模擬系統(tǒng)的提速量將有防壅塞窗口所來(lái)主要決定。具體參數(shù)將由國(guó)家互聯(lián)網(wǎng)來(lái)決定。數(shù)據(jù)傳輸速度會(huì)提高100倍當(dāng)數(shù)據(jù)流有足夠長(zhǎng)和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膩G失足夠小。速度提高速度還取決于數(shù)據(jù)資源的集成度。
4  總體傳輸?shù)拿枋雠c仿真設(shè)置
 或許精確的計(jì)算出因特網(wǎng)的隨機(jī)流量是不可能的。然而我們可以根據(jù)主要的參數(shù)做出判斷，來(lái)選區(qū)四個(gè)主要標(biāo)志數(shù)據(jù)傳輸特性的標(biāo)志，為了做到上述，我們應(yīng)用了數(shù)據(jù)包內(nèi)部到達(dá)時(shí)間過(guò)程。
 第一個(gè)關(guān)鍵數(shù)據(jù)是TP ,TP描述了數(shù)據(jù)包的平均數(shù)據(jù)量與數(shù)據(jù)包的平均內(nèi)到達(dá)時(shí)間。第二個(gè)關(guān)鍵參數(shù)為CV是一個(gè)隨機(jī)的變量，其定義為傳輸速率背離其應(yīng)有值的程度。CV標(biāo)志了平均傳輸過(guò)程的一些變化。ACV則可用來(lái)觀測(cè)相關(guān)量的變化 。赫氏參數(shù)冊(cè)為第四個(gè)主要參數(shù)。為了形象地描述我們用一些突來(lái)表示其概念：
 
4.1仿真設(shè)置及對(duì)比HTTP-TCP與LWTS的結(jié)果
 為了進(jìn)行仿真我們這部分應(yīng)用了托勒米仿真器來(lái)延續(xù)網(wǎng)絡(luò)。如圖三為了http-tcp傳輸試驗(yàn)，示范了仿真結(jié)構(gòu)。我們跟隨表一給出的摘要，用這些數(shù)值，我們得到了典型的網(wǎng)絡(luò)用戶的tp，他的包延時(shí)是12kbps。除了傳輸裝置以外，p-tcp和lwts是相同的
 我們推測(cè)這種連接不會(huì)被現(xiàn)有大容量高速網(wǎng)絡(luò)下載，因?yàn)閠cp正遭受由于連接下載所帶來(lái)的壅塞坍塌超過(guò)了75%。作為一個(gè)最嚴(yán)重的例子想定核心連接的利用保持在65-70%，利用的邊緣是50%。將被模擬的源數(shù)量被三個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器均分。

 圖2給出了設(shè)置TP傳出流量的一些細(xì)節(jié)。寄存器容量設(shè)置為550個(gè)數(shù)據(jù)包。數(shù)據(jù)包的內(nèi)部到達(dá)時(shí)間過(guò)程在傳輸數(shù)列節(jié)點(diǎn)R1將被獲得。這將標(biāo)志著隊(duì)列將數(shù)據(jù)從服務(wù)器傳輸?shù)娇蛻舳舜_認(rèn)信息從客戶端到服務(wù)器將不從這對(duì)數(shù)據(jù)中傳輸。
 冗長(zhǎng)行分發(fā)數(shù)據(jù)在我們的模擬中是一個(gè)縮冪尾型（TPT）將形成參數(shù)1。5
 TPT分布將需要大量樣本匯聚。例如:為了達(dá)到參數(shù)最少需要個(gè)樣本。我們的方針有足夠能力提供至少個(gè)文件。
4.1.1 吞吐量
 如圖4 顯示了TP對(duì)比LWTS與HTTP-TCP的傳輸流量。TP隨數(shù)據(jù)的增加成線性增長(zhǎng)模式。例如資源數(shù)為N時(shí)總的TP約為L(zhǎng)WTS顯示了優(yōu)良的匹配隨著線性的增加。
 
 
4.1.2變化的有效性
 圖5展示了cv和tp的關(guān)系，lwts顯示了cv的很好的匹配，它遵循了已論證的http-tcp路由相同的的趨勢(shì)。
4.1.3赫氏參數(shù)
 在圖六赫氏參數(shù)也顯示優(yōu)良的匹配特性（除了288MBPS這個(gè)點(diǎn)，我們還沒(méi)有很好地解釋。）這也顯示了H值開(kāi)始下降的到0。65載有2338個(gè)資源時(shí)開(kāi)始穩(wěn)定。在28Mbps時(shí)，向前。為了高速傳輸時(shí)數(shù)據(jù)包的內(nèi)部到達(dá)時(shí)間有所需的空間，只有這樣才能使傳輸更加順暢。這是一個(gè)比較有趣的結(jié)論在分析因特網(wǎng)傳輸路徑時(shí)。
4.1.4 自動(dòng)協(xié)方差
 選擇分析5682個(gè)資源的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)可以產(chǎn)生大約72mbps的傳輸速率，然后測(cè)試cv得知。但當(dāng)Acv=1時(shí) 會(huì)誤使我們想象為沒(méi)有PLD.這是另外一個(gè)比較有趣的結(jié)果在我們的實(shí)驗(yàn)中。
 圖8 顯示了LWTS的相同的72mbps聚集傳輸結(jié)構(gòu) 。除了在開(kāi)始的一些微小變化 ，這種變化大概歸因于P-TCP。 這種新的資源產(chǎn)生了相同的PLD行為就像HTTP-TCP資源所產(chǎn)生的一樣。他將持續(xù)四個(gè)指令周期。LWTS產(chǎn)生與LRD極為匹配的行為。
 
 
4.1.5普通包延時(shí)
 在我們所討論的最后部分我們謹(jǐn)簡(jiǎn)單的提及一下。我們將PLD既看作一關(guān)也或?qū)�參�?shù)的匹配 ， 例如，在網(wǎng)關(guān)大概傳輸速率為72Mbps時(shí)，兩個(gè)資源節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生了大概相同的39s的MPD 
 然而用另外一種描述方法，我們前面已經(jīng)討論過(guò)在測(cè)量因特網(wǎng)傳輸路徑時(shí)  ，已用我們的模式來(lái)加以說(shuō)明。 我們用以上來(lái)解釋這些現(xiàn)象。
 4.1.6模擬設(shè)置與對(duì)比HTTP-TCP LWTS的資源后的結(jié)果
 為了這個(gè)實(shí)驗(yàn)，我們使用了核心連接能力為C’=50mbps的器件。下載連接能力為，這個(gè)結(jié)果從表3可以看出。所有的數(shù)據(jù)顯示為優(yōu)良的匹配。PLD由赫氏參數(shù)給出，因?yàn)镋2E所產(chǎn)生的冗長(zhǎng)型網(wǎng)頁(yè)所產(chǎn)生的延遲發(fā)生在以上兩種情況。
 LWTS的主要目的為解決HTTP-TCP資源畢環(huán)操作的可測(cè)量性。
 速度提高的結(jié)果如圖4所示。對(duì)350秒的HTTP-TCP仿真  大約用了26分鐘。然而用LWTSs仿真用了56秒。這是大概28倍，這種提高在仿真中顯得很為可觀。這種速度的提高是對(duì)某個(gè)傳輸?shù)钠款i的設(shè)定改變。然而，很顯然得，相同的數(shù)據(jù)傳輸速率提高 也可以通過(guò)減少路由器中等待數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度取得。因?yàn)樵诙嘀氐穆酚善鞯那闆r下離散數(shù)據(jù)包的傳輸速率被固定下來(lái)當(dāng)離散數(shù)據(jù)包速率在仿真提高時(shí)。  
 這還將有一個(gè)重大的改變?cè)贚WTS應(yīng)用內(nèi)存時(shí)。如圖9給出了解決兩資源對(duì)內(nèi)存需要的想法。HTTP-TCP遵循了一種線性曲線大概為當(dāng)。就像先前所討論的一樣，我們可以用3GBytes的內(nèi)存來(lái)做構(gòu)架仿真。這樣就可以使最大1500000mbps     資源一起仿真。作為對(duì)比，新資源所需要的內(nèi)存要遠(yuǎn)遠(yuǎn)的小，例如需要相同數(shù)目的資源僅僅需要60MB內(nèi)存，遠(yuǎn)離這些，對(duì)1500000HTTP-TCP的方針將不可能進(jìn)行。但對(duì)新資源就變得可行。
5結(jié)論
 在這篇論文中，我們展示了一種數(shù)據(jù)傳輸模式，它不僅應(yīng)用了因特網(wǎng)傳輸速率的高可靠性，也解決了基于TCP的數(shù)據(jù)傳輸?shù)目蓽y(cè)量性。所有數(shù)據(jù)實(shí)測(cè)的結(jié)果全部基于現(xiàn)實(shí)的因特網(wǎng)。所以我們的仿真緊貼現(xiàn)實(shí)。為了顯示HTTP-TCP的傳輸特性，我們的數(shù)據(jù)都由真實(shí)的HTTP-TCP資源所測(cè)。我們提供了可代替現(xiàn)有HTTP-TCP的新型資源，我們有理由相信P-TCP從TCP攫取了精髓，可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)輕巧，高速傳輸。這種簡(jiǎn)潔的思想和容易的執(zhí)行方法將會(huì)使這個(gè)領(lǐng)域成為最具研究潛力的方向！

【高速 IP 網(wǎng)絡(luò)的輕負(fù)荷和快速仿真(一)】相關(guān)文章：

運(yùn)用傳輸矩陣方法實(shí)現(xiàn)傳輸線特異媒質(zhì)的快速和精確仿真03-07

淺談學(xué)校校園網(wǎng)絡(luò)IP地址的管理及IP、MAC、端口的綁定畢業(yè)論文11-17

SoC設(shè)計(jì)中IP復(fù)用和驗(yàn)證策略03-07

大規(guī)模IP網(wǎng)絡(luò)中基于SNMP的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)方法分析11-30

一種基于SIP和移動(dòng)IP的切換機(jī)制的研究03-07

下一代網(wǎng)絡(luò)中的PSTN/ISDN仿真系統(tǒng)03-18

MANET與蜂窩網(wǎng)絡(luò)融合模型及NS仿真分析03-07

帶硬件地址識(shí)別的UART IP 的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)12-07

IP over WDM網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)機(jī)制的研究與實(shí)現(xiàn)03-30