انجام پایان نامه

درخواست همکاری انجام پایان نامه  بانک مقالات رایگان انجام پایان نامه

سفارش پایان نامه

|

انجام پایان نامه ارشد

 پایان نامه 

سفارش پایان نامه|اندازه گیری ترافیک



فصل1
 اندازه گيري ترافيک
در اين بخش، خلاصه اي از روشهاي مونيتوريگ بکار گرفته شده در جمع آوري داده براي آناليز هاي قسمت هاي بعدي ارائه ميکنيم و محيط شبکه اي در مرکز تحقيقات و مهندسي موريس (MRE) در Bellcore را که اطلاعات بدست آمده از آنجا جمع آوري شده است، را مختصراً شرح ميدهيم.
1-1 اندازه گيري ترافيک
طيف وسيعي از تجهيزات تجاري و دست ساز براي مونيتورينگ يا جمع آوري داده از LAN ها موجود است. در يک سوي اين طيف، تجهيزاتي قرار دارند که بسته ها را به محض ديده شدن توسط نمايشگر، پردازش ميکنند و عموماً دسته کم شکلهايي از کاهش داده را روي بسته هاي ديده شده اعمال ميکنند. ما اين نوع آناليز را آناليز را آناليز " روي هوا"   ميناميم. در اين حالت معمولاً اطلاعات از پيش دانسته زيادي – در مورد اينکه چه چيز از شبکه براي ما مهم است – نياز است. در طرف ديگر طيف، تجهيزاتي قرار دارند که ابداً هيچ پردازشي روي ترافيک انجام نمي دهند؛ بلکه تنها همه يا بخشي از هر بسته را در هنگام ديده شدن، ذخيره ميکنند. از آنجا که در اين روش کاهش داده و تحليل آن پس از جمع آوري داده انجام ميشود، اين روش را تحليل "بازنگرانه"  ميناميم. اکثر تجهيزات تجاري موجود براي مونيتورينگ LAN،  گرايش بيشتري به روش "روي هوا" دارند تا روش بازنگرانه. با اين وجود يک تحليلگر LAN معمولي تاحدي قابليت تحليل زمان-حقيقي از شبکه و ذخيره و بازنگري ترافيک را دارد. همچنين، معمولاً ميتوان نوع بسته هايي را که بايد ذخيره شوند، مشخص کرد. تعداد بسته هايي که اين نوع تحليلگر ها ميتوانند ذخيره کننددر تعداد ونرخ بسته هاي ذخيره شده در مدت زمان طولاني محدود است. با حرکت به سمت حالت بازنگرانه، برخي جنبه هاي ترافيک ميتواند دقيقتر ذخيره شود. خصوصاً زمان رسيدن هر بسته. همچنين، تعداد بسته هاي ذخيره شده در يک اجرا به طرز قابل توجهي بيشتر ميشود.
سيستم مونيتورينگ به کار رفته در جمع آوري داده هايي که ما از آنها در اين پايان نامه استفاده کرده ايم، دست ساز بوده است و تمام بسته هاي ديده شده در شبکه تحت مطالعه را با زمان دقيق ذخيره ميکند. همچمنين اين کار را زمان بسيار طولاني بدون وقفه انجام ميدهد. با توجه به اينکه هيچ اطلاعات از پيش دانسته اي در مورد بسته هايي که بايد ذخيره شوند، به تحليلگر داده نشده است؛ مگر اينکه چه مقدار از بسته بايد ذخيره شود، نمايشگر ما بسيار نزديکتر به سمت بازنگرانه طيف است. اين دستگاه توسط يکي از نويسندگان  (Wilson) ساخته شده است.
قلب نمايشگر يک کامپيوتر تکبرد (SBC) که  پايه پردازشگر 68030 به همراه يک سخت افزار اترنت به عنوان واسط اترنت با کارايي بالاست .کامپيوتر تک برد طوري برنامه ريزي شده است که بسته ها از شبکه تحت مطالعه به محض رسيدن دريافت کرده و آنها را در بافر قرار داده و براي هر بسته زمان و اطلاعات وضعيت را ذخيره ميکند.اين SBC به يک دستگاه کامپيوتر توسط يک مجموعه تطبيق دهنده گذرگاه متصل است .برنامه به اجرا در آمده روي کامپيوتر به طور دوره اي از SBC مي پرسد که آيا بافر هاي آنها پر شده است يا خير.در صورتي که بافر ها پر شده باشند آنها را روي ديسک ذخيره ميکند.برنامه ديگري که با اولويت کمتري تر روي کامپيوتر درحال اجراست برنامه ايست که اطلاعات را از روي ديسک روي يکي از دو نوار ديجيتال 9mm براي سيستم ذخيره مي کند .اين نوارها امکان دخيره بسته ها بدون وقفه و تراي طولاني مدت را به دستگاه به سييستم مي دهد .پس 27 ميليون بسته روي يک نوار 8mm  در 2.3Gbyte  ذخيره خواهد شد.
هر بسته اي مع در اترنت نورد بررسي قرارميگيرد نمايشگر يک مهرزمان را ذخيره ميکند که يک عدد 48 بيتي است که تعداد بازه هاي 4 usاست که از زمان شروع گذشته است .اين مهر زمان به جاي زمان قرار داده شدن بسته روي اترنت بياننکر زمان رسيدن انتهاي بسته است که البته زمان اولي به راحتي قابل محاسبه است .نمايشگر همچنين طول بسته ، وضعيت واسط اترنت و 60 بايت اول داده هر بسته را ذخيره ميکند .اين نمايشگر زمان رسيدن بسته ها را با دقت 20 u s   دخيره کرده که اين دقت بالا براي تحليل هاي بعدي بسيار حياطي است.
استفاده از واسط کار بري اترنت با کارايي بالا و SBC  به دليل نياز به دقت بالا در زمان رسيدن بسته ها است .بسته هاي نرم افزاري زيادي براي نصب روي کامپيوتر وجود دارند که از وواسط اترنت کامپيوتربراي ثبت زمان بسته ها استفاده ميکنند که اين سيستم ها هرگز دقت نمايش فوق را نخواهند داشت .دليل آن تاخير هاي ناشي از سيستم عامل و واسط هاي I/O کامپيوتر است .با استفاده از واسط اترنت جدا از اين مشکل اجتناب شده است .
1-2. محيط شبکه در BELLCORE
محيط MRE يک محيط نوعي تحقيقاتي يا توسعه نرم افزاري است جايي که کامپيوترها ماشين هاي اوليه اي درروي ميز هاي مردم هستند اين مجموعه کامپيوتر ها در ابتدا طبق طرحي منظم چيده شده بود که به مرور زمان  به طور دلخواه و اتفاقي گسترش يافت .که اين نحوه کسترش براي تحليل ما مفيد است زيرا داده ها را واقعي تر ميکند .هم چنين مي توان تغييرات ترافيک شبکه را با گسترش شبکه مشاهده کرد.جدول 1 توصيفي خلاصه از داده هاي ترافيک شبکه آناليز شده در کار اين پروژه را نشان ميدهد .ما 4 مجموعه داده اندازه گيري شده در نظر گرفتيم که هرکدان ترافيک 20 تا 40 ساعت اين شبکه اترنت هستند و حاوي 10 ميليون بسته اترنتي هستند .داده ها در نقاط مختلف LAN ودرزمان هاي مختلف در طي 4 سال  اتدازه گيري شده اند.(اگوست 92 اکتبر 92 ژانويه 90 و فوريه 92).
چهار مجموعه ي داده براي تحليل جمع آوري شده است .دو مجموعه اول از ترافيک اندازه گيري شده در اگوست و اکتبر 89 از يک شبکه اترنت براي سرويس دهي يک  کتابخانه تحقيقاتي جمع آوري شده است .
بيشتر ترافيک مربوط به سرويس هايي بودند که از پروتکل اينترنت (IP) استفاده ميکردند.يا پروتکل سيستم فايل شبکه (NFS ) پروتکل IP براي login  هاي راه دور و پست الکترونيکي و NFS براي سرويس هايي از سرور به کاربران مناسب است.علاوه بر آن سرويس هاي ديگري نيز موجود بودند مانند صداي راديوي محلي که با فرمت u-low کد گذاري شده بود و در ساعاتي ار روز روي شبکه پخش ميشد .در شکل(22.1) طرحي از شبکه MRE در آن زمان موجود است.در سال 89 سيستم هاي شبکه از SWN-3   به سيستم هاي بر پايه RISC  ارتقا يافت و به خاطر افزايش توان محاسباتي ماشين در شبکه بار شبکه افزايش يافت.مثلا توجه کنيد که در ساعات شلوغ در اکتبر 89 واقعا شلوغ است :30% بازده اترنت در مقايسه در 50% در آگوست 89  به همين خاطر تغييراتي در ساختار شبکه حاصل شد.
دسته سوم داده که در ژانويه 90 به دست آمده است از کابل اترنتي اندازه گيري شده اند که دو بال امکانات MRE را به هم متصل مي کرد .(شکل 22.2) سمت ديگر به يک کتابخانه ديگر اختصاص يا فته  بود. در زمان جمع آوري اين داده ها ، 160 نفر در کتابخانه دوم مشغول بودند .اين قسمت خاص از اين نظر که در قسمتي قرار داشت که شبکه را به دنياي خارج اينترنت متصل ميکرد ،خاص بود.ترافيک روي اين کابل از منابع بسيار مختلف ناشي ميشد :
1-سرور هاي فايل بسيار فعال که به اين قسمت متصل بودند .
2-ترافيک بين دو بال شبکه
3-ترافيک بين کتابخانه و ما بقي BELLCORE
4-ترافيک بين کل BELLCORE و دنياي خارج اينترنت
ترافيک نوع 4 را که ما آن را ترافيک خارجي ميناميم ،ترافيک ناشي از صحبت هاي ماشين هاي BELLCORE  با ديگر ماشين ها در سراسر اينترنت بود.ترافيک خارجي اين قسمت به طور خاص اندازه گيري شده اند.
نوع دسته چهارم که در فوريه 92 اندازهگيري شده است از ستون فقرات اترنت کل ساختمان و پس از راه اندازي دستگاه هاي امنيتي MRE به دست آمده است واين کابل ترافيک کتابخانه هاي MRE و ساير ساخمان هاي BELLCORE و تمام ترافيک با مقصد خارج ازBELLCORE را حمل ميکرد.به ختطر اينکه اين کابل ترافيک سرور هاي فايل را نداشت ترافيک آن نسبت به دسته هاي قبلي کاهش چشم گيري دارد ،از طرف ديگر تعداد login  هاي راه دور و پست هاي الکترونيکي بالا رفته بود .همچنين اين کابل ترافيک راديو را بين دوکتابخانه حمل ميکرد،تفاوت اين دسته با دسته هاي قبل در اين است که اين ترافيک بيشتر روتر به روتر است تا ميزبان به ميزبان.


























فصل2
تعاريف رياضي
در اين بخش ما مفاهيم وابستگي طولاني-برد  و خودشباهتي  را فرموله ميکنيم و نشان ميدهيم اين دو مفهوم چگونه به هم مربوط ميشوند. همچنين تعريفي از توزيع هاي با دنباله سنگين    ارائه خواهيم داد و روي دو نوع خاص آن يعني پرِتو  و توزيعهاي a-پايدار  بحث خواهيم کرد.
2-1.وابستگي طولاني برد و خودشباهتي
2-1-1.وابستگي طولاني-برد(LRD)
فرض کنيد   يک فرآيند تصادفي گسسته با ايستاني از مرتبه دوم و آماره هاي مرتبه دوم متناهي باشد. ميانگين آنرا   و واريانسش را   در نظر بگيريد. تابع خودهمبستگي   را به صورت زير نمايش ميدهيم.
(2-1)                                       
تعريف-گوييم   يک فرآيند با وابستگي طولاني-برد(LRD)  با پارامتر هارست برابر H است اگر
(2-2)                                                 
که در آن   ثابت است.
يک تعريف معادل براي وابستگي طولاني-برد تعريف مبتني بر طيف توان فرآيند يعني   است. يک فرآيند با وابستگي طولاني-برد است اگر طيف توان آن در رابطه زير صدق کند:
(2-3)                                                     
که در آن   ثابت است.
معادله (2-4) ايجاب ميکند که براي فرآيند هاي با وابستگي طولاني-برد، داشته باشيم:
(2-4)                                                      
براي .
بنابراين، عليرغم اينکه در تاخيرهاي بالا خودهمبستگي کوچک است، اما تاثير مجموع آن بزرگ است. اين خاصيت کاملاً با خواص فرآيندهاي استاندارد متفاوت است. به عنوان مثال، براي فرآيند مشهور ARMA، تابع خودهمبستگي با افزايش تاخير به صورت هندسي نزول ميکند. اينگونه فرآيند ها که خودهمبستگي جمع پذير دارند، با عنوان فرآيندهاي با وابستگي کوتاه برد شناخته مي شود.
شهود بيشتر نسبت به خواص فرآيند هاي با وابستگي طولاني-برد ميتواند با ملاحظه فرآيند جمع بسته شده آنها حاصل شود. فرآيند جمع بسته شده   با مرتبه   که به صورت   نشان داده ميشود، متوسط بلوکهاي بدون همپوشاني با طول   از   است.يعني:
(2-5)                                              
براي فرآيند هاي LRD داريم:
(2-6)                                         
که در آن   ثابت است. از آنجا که جمع بندي معادل تغيير مقياس زماني است، معادله (2-4) نشان ميدهد که تحت تغيير مقياس زماني فرآيند LRD با سرعت کمتر از فرآيند هاي iid نرم ميشوند. يعني با سرعت کمتر از   براي   هاي بزرگ. از اين ديدگاه، فرآيند LRD تغيير مقياس داده شده شباهت خود را به فرآيند اصلي حفظ خواهد کرد.
2-1-2.خودشباهتي
تعريف-يک فرآيند پيوسته در زمان با مقادير حقيقي   خود متشابه با انديس   است اگر براي هر  ، هر توزيع متناهي بعد   برابر با  توزيع متناهي بعد   باشد.يعني:
(2-7)                                        
که در آن   به معني تساوي در تمام توزيعهاي متناهي بعد است. به انديس   پارامتر هارست  فرآيند خودمتشابه گفته ميشود.
با فرض اينکه تکانه هاي مرتبه  براي  موجود باشد، ميتوان نشان داد:
(2-8)                                     
که به وضوح نشان ميدهد که فرآيند خودمتشابه ايستان نيست. همچنين داريم:
(2-9)                                                 
(2-10)                           
يک نمونه فرآيند خودمتشابه، حرکت براوني  است، که به صورت زير تعريف ميشود:
•     يک فرآيند گوسي با متوسط 0 است.
•    همبستگي   و   ، حداقل   و   است.
ميتوان نشان داد که   يک فرآيند خودمتشابه با پارامتر هارست   است. زيرا :
(2-11)         
فرم کلي تر حرکت براوني، حرکت براوي کسري  (FBM) است؛ که به صورت زير تعريف ميشود:
(2-12)                     
که در آن   حرکت براوني استاندارد،   تابع گاما و   است. به وضوح،   يک فرآيند گوسي با متوسط 0 است و   . همچنين اگر تعريف را براي   گسترش دهيم، داريم   . همچنين براي هر   داريم:
(2-13)                                
يعني   خود متشابه است.
توجه ما بيشتر معطوف به فرآيند هاي خودمتشابه با افزايشاي ايستان است. فرآيند   با نموهاي ايستان گفته ميشود اگر:
(2-14)                     
به عبارت ديگر، توزيع هاي متناهي بعد   مستقل از   باشد.
اگر   فرآيند خودمتشابه با نموهاي ايستان باشد، آنگاه   که باعث ميشود تمام   ها نيز با ميانگين 0 باشند. تابع خودهمبستگي   و   برابر است با:
(2-15)                  
در حالي که فرآيند هاي غير گوسي خود متشابه با نمو ايستان زيادي موجود است، تنها يک فرآيند گوسي خودمتشابه با نمو ايستان موجود است که همان FBM است. فرآيند FBM نقش به سزايي در مدل کردن وقايع طبيعي و ترافيک داده دارد. نمو هاي FBM ، نويز گوسي کسري  (FGN) ناميده ميشود.

2-1-3.رابطه بين خودشباهتي و وابستگي طولاني-برد
فرض کنيد   يک فرآيند خودمتشابه با نمو ايستان باشد .   نوع زمان-گسسته آن باشد. طبق رابطه (2-4) داريم:
(2-16)             
به راحتي ميتوان نشان داد که تابع خودهمبستگي بالا در رابطه زير صدق ميکند:
(2-17)                                       
يعني   به صورت هذلولوي نزول ميکند. يعني نموهاي ايستان يک فرآيند خودمتشابه، يک فرآيند LRD  است.
تعريف-يک فرآيند گسسته در زمان  ، " دقيقا خود متشابه از مرتبه دوم"  با پارامتر هارست   ناميده ميشود اگر تابع خودهمبستگي آن موجود باشد و در رابطه (2-4) صدق کند.
فرآيند جمع بسته شده   از يک فرآيند " دقيقا خود متشابه از مرتبه دوم" با سطح جمع بندي   را در نظر بگيريد. ميتوان نشان داد که توابع خود همبستگي آنها يعني   و  اينگونه به هم مربوطند:
(2-18)                                      
يعني آماره هاي مرتبه دوم فرآيند تحت مقياس بندي زمان تغيير نميکند. اين خاصيت نام " دقيقا خود متشابه از مرتبه دوم" را توجيه ميکند.
تعريف-فرآيند   را " نهايتاً خود متشابه از مرتبه دوم " گوييم اگر خودهمبستگي آن و فرآيند هاي جمع بسته شده اش، اينگونه به هم مربوط باشند:
(2-19)                                 
ميتوان نشان داد که رابطه (2-4)، رابطه (2-4) را نتيجه ميدهد. به عبارت ديگر، يک فرآيند LRD  يک فرآيند در نهايت  خود متشابه از مرتبه دوم نيز هست.



2-2.توزيع هاي با دنباله سنگين
متغير تصادفي   توزيع با دنباله سنگين با انديس   دارد اگر:
(2-20)                                      
براي   و   که   يک تابع با تغييرات آهسته است. يعني براي   هاي بزرگ مثبت است و   ، براي هر   مثبت.
به طور حسي يک متغير تصادفي داراي توزيع با دنباله سنگين ميتواند با احتمال غير قابل صرف نظر از ميانگين خود دور شود.
ساده ترين مثال از توزيع هاي با دنباله سنگين، توزيع پرِتو  است که برحسب تابع مکمل احتمال تجمعي بيان ميشود:
(2-21)                           
که در آن   يک ثابت مثبت است و .
براي يک توزيع با دنباله سنگين، تنها هنگامي آماره هاي از مرتبه   ام موجود اند که   . بنابراين براي تمام متغير هاي تصادفي داراي توزيع با دنباله سنگين، آماره هاي مرتبه دوم بينهايت است. ( ميانگين براي   بينهايت است.)
عضو معروف ديگر کلاس توزيع هاي با دنباله سنگين، توزيع  -پايدار است. متغير تصادفي   توزيع   -پايدار دارد اگر پارامتر هاي  ،  ،   و   حقيقي به نحوي موجود باشند که تابع مشخصه آن به فرم زير باشد:
(2-22)                    
پارامتر   نماي مشخصه است. را به طور خلاصه داراي توزيع   مي ناميم.  پارامتر شيفت است يعني براي هر ثابت  ،   توزيع  دارد.  پارامتر مقياس است. يعني براي هر ثابت مثبت   و  ،  توزيع   دارد.  نيز پارامتر انحراف است؛يعني توزيع متقارن است اگر و تنها اگر . براي   ، تابع مشخصه   ميشود که متناظر با يک توزيع گوسي با ميانگين   و واريانس   است. هنگامي که   باشد،     -پايدار متقارن S)   (S ناميده ميشود و تابع مشخصه آن فرم ساده   را ميگيرد. بنابراين يک توزيع S)  (S تنها با يک پارامتر مقياس   و يک نماي مشخصه   بيان ميشود.
ميتوان نشان داد که اگر  ، با   باشد، آنگاه:

انجام پایان نامه

برای دیدن ادامه مطلب از لینک زیر استفاده نمایید

سفارش پایان نامه

نقشه