高速 IP 网络的轻负荷和快速仿真
摘要：
 网络路由实现模拟有两个重要的因素，大小不一的文件和传输控制协议，他们分布于会话层。整合两者的源操作面临着两个主要的可测量性问题，其中每个来源所必需的计算资源限制了可被模拟来源的数量，以大容量网络为内容的离散事件数量导致了过长的模拟时间。我们介绍一种轻巧的路由来源。从统计上来看，它产生的路由类似实际来源产生的路由。与实际来源相类似，它产生很多分布在会话层的文件。然而，它的传送操作建立于近似传输控制协议的假的传输控制协议上。P-TCP的稀疏编码使LWTS相对于现实的路由来源少了50倍。为了解决第二个可量测性问题,我们在传输层介绍新奇的抽象化技术: 我们把小包送给一整窗户传输控制协议包的当做一大包。这抽象化造成不连续事件的减少可达到28倍的更快速的模拟。
关键词语：轻负荷业务源，可测量仿真方法论，大范围可靠性
1介绍
 计算机模拟的目标是尽可能的模仿现实。然而，很重要的是为了研究一些特定的系统特点，并且不仅要仔细考虑现实细节，还要用现有的计算资源，在合理的时间内完成模拟。在大多数情况下，两个目标在相反的两端。仿真模拟需要特殊的、昂贵的硬件，要求长时间提供稳定的结果。另一方面，任何解决实际限制的承诺一般都要考虑牺牲一些模型的实际细节。
 互联网路由是大范围的，这是由它自身性质决定的。LRD在路由工程和网络计算的问题上有很深的影响，从数学的角度看，它意味着路由表明大范围时间内的相关性，除此之外，特定协议机制和壅塞控制机制提高了在小范围时间表内复杂结构道具的性能，这是不同于大时间缩放的行为，从观察的表现要点来看，这些相关结构的最大反映是排队行为，这巨大的不同于产生于Poisson货物记忆处理的古典行为结果。因此，在通信网络仿真的路由中实现大时间和小时间的相关性是很重要的。
 LRD 主要地被归因于会话特性, 或使用者-行为。每个使用者被模拟为开关源，那开状态表现使用者的下载活动, 而且关状态表现它的想-时间。开时间是冗长分布的，是因为冗长的网页造成的。多个不规则碎片在小的时间刻度的结构主要地被归因于传输控制协议记录。作者介绍的HTTP-TCP的来源包括这些因素，它包括完全落实传输控制协议传送冗长分布于会话层的文件。
 然而以实用的方式模拟低速度网络是有可能的，在高速网络模拟方法学面对两个主要可测量问题。如高速的网络携带大量路由，因此,很多的路由来源必须模拟在这样一个系统上。每个来源对计算机的资源都要求。因此,有限可得的计算机资源限制能被模拟的来源数量。其次，每个来源在模拟的过程中产生若干的不连续的事件。时间越多，模拟的时间越长。这些是与高速网络的离散事件模拟学密切相关的两个重要实际的限制。
 可量测性议题对HTTP-TCP来源甚至是更严重的，它包括一个客户–服务器的传输控制协议对为传输控制协议连接：两者都占据存储空间而且产生路由。事件被产生用于从服务器到客户端的数据流同样用于相反方向的路由确认．大量的不连续的事件减慢模拟。举例来说,在一个４ＧＢ随机存取储存器和一个 1.5Ｇ赫兹处理器的机器上，一总共1.5 Gbps 的路由需要2 – 3个秒的现实路由。同样，HTTP-TCP来源占据约２０kBytes的模拟器的内存空间。现在的稳定 Linux 核心能存取将近４ＧＢ的存储器。1 GBytes的存储空间被用于核心，组件等。因此，我们在剩余的 3 GBytes 存储器上能最多模拟 150,000来源。当调谐的模拟一个典型的网路使用者，每个来源生产约12 kbps的路由。然后模拟器的能力不超越路由的1.8 Gbps 的模拟。提供这些实际的限制, 现实的小包级的高速网络的模拟出现被当做一不可能的任务。因此, 一新类型的路由来源要求不仅产生现实的互联网路由而且解决那有关的可量测性问题。
 我们介绍一个新类型的路由来源，它在统计上来看类似被产生的路由被一真正的HTTP-TCP来源产生。我们叫它轻便路由源。就像HTTP-TCP来源，LWTS 是一个开关源。在会话层，它有和HTTP-TCP来源一样准确相同的结构。因此，它生产和HTTP-TCP来源是完全相似的 LRD 路由。二个来源之间的不同是二个来源传送数据的方法。我们为网络模拟的范围引进一新的传送模型。我们叫他假- 传输控制协议.(P-传输控制协议)。这类似于包括真正的占优势特性TCP传输协议。举例来说慢启动行为，壅塞避免，快速重传送和恢复，和一大约的指数背面行为也提到如 Karn's 的运算法则。它合并机制，估计来回时间 (RTT) 分配，这在路由特性中扮演重要角色。它的稀疏编码的实现主要成份是两存储-当作数据库使用的地图。一个数据库跟踪包损失，每当他们失去一个它直接地被写入缓冲。
 另一个跟踪端到端得抱延时。P-TCP阅读这两张图而且因此反应, 也就是,它随着网络状态改变自身状态，形成弹性路由。我们将会在下面的部分解释它的完整行为以及和真正的TCP显著的不同。一些技术已经用来加速模拟，他们被分成三组，计算能力，模拟技术和模拟模型。较快速的处理器产生跟强的计算能力。更好的和改良的模拟运算法则改善模拟速度等，重启动系统装置探究罕见事件。第三方式是使用较高的层抽象化, 举例来说,包序列模拟技术模拟了一群紧密地排列得包作为一单独的包序列，另一种方法是流畅的模拟方法。一个相等的不连续的包模拟器跟踪所有路由源和网络序列在物理层的变化，流畅的模拟器处理一组大块流动包。网络路由在连续不断的流之间是被处理过的，一组平常的差别平衡数字的被解决，获得依赖时间网络行为的估计，流模拟器的过头处理远低于报水平的模拟器是很自然的，因此直接导致更快的模拟，然而，很明显可以看到，加速模拟是以牺牲细节标准为代价的。
 我们采用一个完全新的抽象化策略。我们在传输层作抽象，以便能更早修改将大块数据当作一整窗包来传送的P-TCP协议，将一整窗当作一小包降低了负载计划引擎的负载，加速了模拟。这种在窗口水平的抽象世介于包水平和流水平之间的，它不仅合并了会话层的冗长分布文件特性，也保持了TCP协议的关键功能。不能推测在建立队伍后跟着发生包丢失或延时。这种抽象的代价是我们要放弃包水平的细节，在窗水平上模拟，我们相信我们的抽象测率在保证模拟仿真的同时也想留模拟一样取得了明显增速。我们将在模拟的帮助下论证这种技术的效用。
 我们做了两项研究。在第一项研究中，我们比较LWTS的离散包版本来源和HTTP-TCP来源。我们将测量和显示关键路由统计的好的匹配，如吞吐量，变化系数，独立协方差，赫斯特参数。在第二项研究中，我们比较来源的抽象版本和现实来源的产生的路由，我们表示那主要部份路由特性和离散包水平路由的吞吐量，赫斯特参数和平均包延时的良好匹配。这种模拟是实际的到目前为止也是更快的，更轻巧的。
 以HTTP-TCP路由为来源的用户行为模式在第二部分和第三部分已经给出，我们揭示了LWTS 的工作方式和如何处理以上提到的可测量性问题。在第四部分，我们讨论模拟建立和结果。
2 HTTP-TCP的来源
 我们简要的讨论了HTTP-TCP的来源的细节。让我们描述网页服务器上连贯的网页用户请求到搭建的时间，

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