包延迟测量中泊松采样低估效应的仿真研究

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1、第18卷第5期系统仿真学报©Vol.18No.52006年5月JournalofSystemSimulationMay2006包延迟测量中泊松采样低估效应的仿真研究王恺李忠诚杨峰吴起毕经平(中国科学院计算技术研究所信息网络室北京100080)摘要采样是网络测量的基础泊松采样是一种无偏的采样方法的观点被人们普遍接受也使其在主动测量领域得到了广泛应用用户流包性能测量已成为主动测量领域的一个重要问题然而泊松采样的无偏性仅针对网络状态目前尚无研究工作研究其对于用户流的包性能的测量效果利用真实的Internet流量数据进行了仿真试验系统定量地研究了该问题得到如下结论泊松采样系统低估了用

2、户流包延迟性能低估程度不受泊松采样频率的影响且随着网络链路利用率的升高而下降定性分析和解释了泊松采样测量用户流包延迟性能时的低估现象关键词主动测量泊松采样用户流包延迟利用率中图分类号TP393文献标识码A文章编号1004-731X(2006)05-1227-06InvestigatingUnderestimationEffectofPoissonSamplingonPacketDelayDynamicsBasedonSimulationWANGKai,LIZhong-Cheng,YANGFeng,WUQi,BIJing-Ping(InstituteofComputingTec

3、hnology,ChineseAcademyofSciences,6#KeXueYuanSouthRoad,Beijing100080,China)Abstract:Samplingtechniqueiselementalandimportantfornetworkmeasurement.ItistraditionallybelievedthatPoissonsamplingisunbiased,whichmakesitbeingwidelyusedinnetworkactivemeasurementarea.Anditiswellknownthattheunbiasedes

4、timationofPoissonsamplingistruewhennetworkstateisconsidered.Asitiscomingtobeanimportantproblemtomeasurethepacketperformanceofuserflow,therearenotempiricaleffortstoinvestigatetheperformanceofPoissonsamplingonpacketperformancemeasurementfromuser’sview.ByusingvariousactualInternettrafficdatase

5、tsinsimulationexperiment,thedifferenceofpacketdelaystatisticsbetweenPoissonsamplingresultsanduserflowwassystemicallyinvestigated.Poissonsamplingsystematicallyunderestimatesthestatisticsofpacketdelay,andtheerrordegreedecreaseswiththeincreasingofsystemutilizationandhasnorelationwiththefrequen

6、cyofPoissonsampling.Thenthereasonofabovesimulationresultswasanalyzed.Keywords:activemeasurement;Poissonsampling;userflow;packetdelay;utilization1RandomAdditiveSampling方法任意两个相邻采样包引言的发送间隔相互独立且服从相同的负指数分布对于被采样网络测量在Internet领域发挥着愈来愈重要的作用如过程而言泊松采样采集到该过程任意时刻状态值的概率相[1]在网络监测管理流量工程SLA验证等方面网络测量又等第二点是PA

7、STA(PoissonArrivalsSeeTimeAverages)可以分为主动测量和被动测量两大类而无论是主动测量或特性给定测量持续时间和测量得到的状态集任一测量状是被动测量由于单次测量的结果通常难以提供被测指标的态占该集合的比例等于该状态耗用的时间占测量持续时间[2]的比例第三泊松采样的随机性可以有效地避免与网络完整特征信息因此实施测量时通常需要借助采样技术中存在的非随机性事件的同步基于上述原因IETFIPPM也即通过大量的测量实例获得测量结果因而采样是网络测(IPPerformanceMetri