Study and implementation of a network traffic generator with long range dependency. / Estudo e implementação de um gerador de tráfego com dependência de longa duração.

AUTOR(ES)

Fernando Lemos de Mello

DATA DE PUBLICAÇÃO

2006

RESUMO

Medidas mostraram que o tráfego das redes multisserviço possui propriedades fractais tais como auto-similaridade e memória longa ou dependência de longa duração (LRD). A memória longa é caracterizada pela existência de um pólo na origem da função densidade espectral de potência (formato 1/f). Também foi constatado que o tráfego pode apresentar dependência de curta duração (SRD) em algumas escalas temporais. A utilização de um gerador de tráfego agregado ?realista?, que sintetize séries temporais fractais, é fundamental para a validação de algoritmos de controle de tráfego. Neste trabalho, a síntese de realizações aproximadas de dois tipos de processos aleatórios auto-similares é efetuada via transformada wavelet. O primeiro deles é denominado Ruído Gaussiano Fracionário (fGN) e o segundo Modelo Wavelet Multifractal (MWM). O método proposto também é capaz de sintetizar séries Gaussianas (fGN) e não-Gaussianas (MWM) com espectros mais genéricos do que 1/f, ou seja, séries que também apresentam dependência de curta duração. A geração é feita em dois estágios. O primeiro gera uma realização aproximada do fGN ou do MWM via Transformada Wavelet Discreta (DWT). O segundo estágio introduz SRD através de uma filtragem IIR da saída do primeiro estágio. Efetuou-se uma caracterização detalhada das séries resultantes, utilizando-se nas análises momentos estatísticos de 2ª., 3ª. e 4ª. ordens, além de testes estatísticos específicos para séries auto-similares. Adicionalmente, duas alternativas de conversão são apresentadas para que as séries temporais geradas sejam transformadas em séries de pacotes, que é o formato adequado para transmissão por um módulo gerador de pacotes. As séries de pacotes são novamente analisadas a fim de identificar se o método de conversão introduz distorção nas características auto-similares das séries sintetizadas. Mostra-se que as séries de pacotes auto-similares podem ser utilizadas em softwares simuladores de rede ou, alternativamente, serem utilizadas para injetar pacotes em redes de teste. Utilizando-se recursos do simulador NS-2, as séries de pacotes sintetizadas foram introduzidas em cenários de simulação adequados. Os resultados (medidas de atraso médio, perda de pacotes para o tráfego de interesse e tamanho da fila) dos cenários com tráfego interferente correspondente às séries de pacotes baseadas em modelos fGN e MWM foram comparados com resultados obtidos em cenários cujo tráfego interferente foi gerado com modelo Poisson.

ASSUNTO(S)

wavelets traffic generation self-similarity wavelets auto-similaridade gerador de tráfego

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