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1、第12期周安福等：自适应的端到端可用带宽测量方法·45·自适应的端到端可用带宽测量方法周安福，刘敏，李忠诚，谢高岗(中国科学院计算技术研究所，北京100190)摘要：提出了一种轻负载的、自适应的端到端可用带宽测量方法。在低负载链路下，计算探测包对距离增大的概率，结合输出探测包距离分布，得到可用带宽。在此基础上通过探测包输出包距离对称度区分链路负载情况，自适应地采用合适的可用带宽计算方法。仿真实验表明，相比之前方法，本方法测量时间少、准确性高、测量开销小。关键词：网络测量；可用带宽；主动探测；包距离模型中图分类号：TP
2、393文献标识码：A文章编号：1000-436X(2008)12-0037-09Selfadaptivemethodforend-to-endavailablebandwidthestimationZHOUAn-fu,LIUMin,LIZhong-cheng,XIEGao-gang(InstituteofComputingTechnology,ChineseAcademyofSciences,Beijing100190,China)Abstract:Alowoverhead,selfadaptivemethodfor
3、end-to-endavailablebandwidthestimationwasproposed.Firstly,onlowutilizationpath,themathematicequationbetweentheprobabilitythatinputprobegapincreasescausedbyCTpacketsandthedistributionofoutputprobegapwassetup,andthenCTloadwasderivedfromtheequation.Secondly,ametri
4、ccalledgapsymmetry(GS)wasproposedtoweighthebusynessdegreeofanetworkpath,andtheselfadaptiveavailablebandwidthestimationmethodbasedonGSwaspresented.NS-2simulationsshowthatcomparedwithpreviousmethods,ourmethodshowsitsadvantagesintermsofmeasurementtime,accuracy,and
5、overhead.Keywords:networkmeasurement;availablebandwidth;activeprobing;probegapmodel第12期周安福等：自适应的端到端可用带宽测量方法·45·1引言收稿日期：2008-08-09；修回日期：2008-11-20基金项目：国家重点基础研究发展计划（“973”计划）基金资助项目（2007CB310702）FoundationItem:TheNationalBasicResearchProgramofChina(973Program)(2007
6、CB310702)可用带宽（AB,availablebandwidth）是衡量网络性能的一个重要参数，在许多互联网应用中起到关键作用，如覆盖网络路由[1]，自适应流传输[2]，服务质量控制[3]和网络故障检测[4]等。目前存在多种可用带宽测量方法，根据文献[5]中的分类方法可分为两类：第一类方法基于包速率模型（PRM），包括Topp[6]、Pathload[7]、Pathchirp[8]、PTR[9]；第二类方法基于包距离模型（PGM），包括Delphi[10]、IGI[9]和Spruce[5]。PRM方法的基本思想
7、是：发送一系列速率不等的探测包队列，当发送速率高于可用带宽时，探测包的单向延迟存在上升的趋势。PRM方法根据单向延迟上升时刻对应的探测包速率来估算可用带宽。PRM方法虽然具备较高的准确性，但会消耗所有的可用带宽资源，造成网络阻塞。PGM方法使用速率固定的探测包对，通过探测包的输入包对距离和输出包对距离间的数学关系来推算可用带宽。这类方法需要“忙假设”（BA，busy第12期周安福等：自适应的端到端可用带宽测量方法·45·assumption）前提条件，即探测包对必须落在路由器上的同一个忙碌时间段。在本文称BA条件下的
8、测量方法为“忙测量”（BE,busyestimation）。显然，当网络负载较低时，BA通常不成立，因此Delphi在低负载网络路径上的测量并不准确[10]。IGI和Spruce分别对Delphi方法做了改进，采用特别的探测包发送机制以满足BA。然而，这些改进方法带来了负面效果：IGI耗费大量的网络带宽，Spruce非常有侵略性[5]。在现有技
