[发明专利]基于扩展吉尔伯特模型的链路丢包率测量方法

摘要

基于扩展吉尔伯特模型的链路丢包率测量方法，属于网络测量领域，本发明为解决现有报文丢失率测量技术的测量误差大的问题。本发明方法包括以下步骤：步骤一、根据叶节点观测到的测量结果序列初始化内部节点接收探测包序列；步骤二、由上而下对内部各节点接收探测包序列进行采样；步骤三、计算各链路丢包模型参数，并按照各节点接收探测包的情况计算链路丢包率；步骤四、根据丢包率判断采样得到的Markov链是否稳定 判断结果为否，返回执行步骤二；判断结果为是，执行步骤五；步骤五、继续采样N次，根据采样结果计算各链路丢包率的估计值。

主权项

1.基于扩展吉尔伯特模型的链路去包率测量方法，从源节点o以组播方式同叶节点发送n个探测包，叶节点观测到的测量结果序列X_k＝(x_k，1，x_k，2，...，x_k，n)，若叶节点k接收到探测包i，则x_k，i＝1；否则x_k，i＝0，i＝1，2，...，n；内部节点接收探测包序列Y_c＝(y_c，1，y_c，2，...，y_c，n)，若内部节点c接收到探测包i，则y_c，i＝1；否则y_c，i＝0，c＝1，2，...，r，r为内部节点的数量；链路(f(k)，k)上的丢包率为θ_k＝p_ab(a，b＝0，1，2，3)，整个网络丢包模型参数为Θ＝(θ₁，θ₂，θ₃，...θ_r)，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、初始化：根据叶节点观测到的测量结果序列X_k初始化内部节点接收探测包序列Y⁽⁰⁾，内部节点接收探测包序列Y⁽⁰⁾内部的因子按公式进行初始化；按公式pab=Σl=1Mml/m0a=0;b=1Σl=4Mml/Σl=3Mmla=3;b=3Σl=bMml/Σl=aMmla=1,2;b=a+11-p(a)(b+1)a=0,1,2;b=01-p(a)(a)a=3;b=0]]>初始化各链路丢包模型参数Θ⁽⁰⁾，式中l为连续丢失报文的长度，l∈[0，M]，m_l表示报文连续丢失长度为l的个数，M表示报文连续丢失长度的最大值；步骤二、由上而下对内部各节点接收探测包序列进行采样，第Q次采样结果为Y^(Q)，前Q次采样结果Y＝(Y⁽¹⁾，Y⁽²⁾，...，Y^(Q))，得到r条Markov链，每个内部节点的采样，按如下公式判断该内部节点的条件后验概率分布：p(yc,j=0|X,Yc,-j,Θ)]]>∝Πk∈R(c)p(xk,j|yc,j=0)·Πm=13p(yc,m=0|yc,j-m,θ1)]]>=Πk∈R(c)(1-xk,j)[p01yc,j-1+p12(1-yc,j-1)yc,j-2]]>+p23(1-yc,j-1)(1-yc,j-2)yc,j-3]]>+p33(1-yc,j-1)(1-yc,j-2)(1-yc,j-3)]]]>p(yc,j=1|X,Yc,-j,Θ)]]>∝Πk∈R(c)p(xk,j|yc,j=1)·Πm=13p(yc,j=1|yc,j-m,θ1)]]>=Πk∈R(c)[(1-xk,j)αk+xk,j(1-αk)][(p00yc,j-1)]]>+p10(1-yc,j-1)yc,j-2+p20(1-yc,j-1)(1-yc,j-2)yc,j-3]]>+p30(1-yc,j-1)(1-yc,j-2)(1-yc,j-3)]]]>式中：R(s)为内部节点c对应的叶节点集合；步骤三、按照公式pab=Σl=1Mml/m0a=0;b=1Σl=4Mml/Σl=3Mmla=3;b=3Σl=bMml/Σl=aMmla=1,2;b=a+11-p(a)(b+1)a=0,1,2;b=01-p(a)(a)a=3;b=0]]>计算各链路丢包模型参数Θ，并按照各节点接收探测包的情况计算链路丢包率A＝(α₁，α₂，α₃，...，α_Q)，Q为链路的数量，第Q次的计算结果为Θ^(Q)与A^(Q)，前Q次丢包模型参数与丢包率为Θ＝(Θ⁽¹⁾，Θ⁽²⁾，...，Θ^(Q))与A＝(A⁽¹⁾，A⁽²⁾，...，A^(Q))；步骤四、根据丢包率A判断采样得到的r条Markov链是否稳定，若稳定，执行步骤五；若不稳定，执行步骤二；步骤五、继续采样N次，得到N个链路丢包率A′＝(A^(Q+1)，A^(Q+2)，...，A^(Q+N))，并根据公式A^=A(Q+1)+A(Q+2)+...+A(Q+N)N]]>获取各链路丢包率的估计值完成链路丢包率测量，其中，N＝40～80。