专利名称：一种自相似网络业务的生成方法
技术领域：
本发明属于数字信息传输的维护管理技术领域，特别涉及以协议为特征的自相似网络业务的生成方法。
背景技术：
美国《电气与电子工程师协会网络学报》(“On the Self-Similar Nature of EthernetTraffic”，IEEE Transactions on networking，vol.2，pp.1-15，Feb 1994)中提到:大量实测数据表明分组交换网络的业务呈现自相似性，并且这种自相似性不随网络的拓扑结构、用户数量、服务和应用类型的变化而变化。中国《通信学报》1997年第18期“自相似业务模型:通信网络突发业务建模的新方法”一文中指出:随着网络技术的迅速发展，它的规模越来越大，各种网络新技术也层出不穷。为了验证这些新技术的可行性和可靠性，在大规模部署之前必须对其进行测试。值得注意的是:在不同的信源输入条件下，同一种技术的性能往往是不一样的。因为大规模的实际网络测试通常既不现实又不经济，所以网络模拟仿真技术变得日益重要。可是，目前网络性能分析的仿真中所使用的业务生成往往是非常简单的恒定速率流，或者是通过某一种具体业务的预制代码来生成；上述方法生成的业务都不具备自相似特性，与实际网络中传输的业务并不相符。为了增加网络性能仿真的可靠性和可信性，其用于仿真的业务应该具备自相似特性。
中国专利CN1567840公开的《一种网络性能分析业务的生成方法》和中国专利CN1972296公开的《基于XPL的综合多种通信手段的业务生成方法及其系统》所提供的为了网络性能仿真的业务生成方法，都是主要为了增强和改善业务生成软件的灵活性，将业务的基本要素加以抽象，并提供业务基本要素自由组合的功能；增强人机交互界面，使之操作更加直观方便。但上述方法生成的业务并不具备自相似特性，其内部具体的业务生成方式采用一层开关(ON-OFF)过程，即它们生成的业务流量和真实网络的流量存在较大差异。
发明内容
本发明提出一种自相似网络业务的生成方法，可以为各种网络节点、协议和算法的性能分析提供准确可靠的业务发生流量。
本发明自相似网络业务的生成方法，包括依次执行参数配置步骤、模板建立步骤和业务发生步骤； 所述执行参数配置步骤为确定业务发生器所能提供服务的业务种类以及每一种业务的子信源数量； 所述模板建立步骤为，按所需特定业务的种类分别建立其模板，所使用的基本参量包括:忙时会话系数、每次会话包含的呼叫次数、两次呼叫的时间间隔、每次呼叫包含的分组包数、两个分组包的时间间隔、分组包的大小和数据包发送速率；其中，参量忙时会话系数用于确定1号会话级随机数发生器的均值，参量每次会话包含的呼叫次数用于确定2号会话级随机数发生器的均值，参量两次呼叫的时间间隔用于确定1号呼叫级随机数发生器的均值，参量每次呼叫包含的分组包数用于确定2号呼叫级随机数发生器的均值，参量两个分组包的时间间隔用于确定1号分组包级随机数发生器的均值，参量分组包的大小用于确定2号分组包级随机数发生器的均值； 其特征在于:所述1号会话级随机数发生器服从均匀分布，2号会话级随机数发生器服从负指数分布，1号呼叫级随机数发生器服从负指数分布，2号呼叫级随机数发生器服从负指数分布，1号分组包级随机数发生器服从负指数分布，2号分组包级随机数发生器服从泊松分布； 然后根据业务模版建立子信源的执行模块:将所述2号会话级随机数发生器指向会话级计数器，为其赋非负整数值；会话级计数器的两条支路中的一条支路指向1号会话级随机数发生器，另一条支路指向2号呼叫级随机数发生器；1号会话级随机数发生器指向会话级计时器，为其赋非负整数值；会话级计时器指向2号会话级随机数发生器；2号呼叫级随机数发生器指向呼叫级计数器，为其赋非负整数值；呼叫级计数器的两条支路中的一条支路指向1号呼叫级随机数发生器，另一条支路指向2号分组包级随机数发生器；1号呼叫级随机数发生器指向呼叫级计时器，为其赋非负整数值；呼叫级计时器指向会话级计数器；2号分组包级随机数发生器生成的随机数除以数据包发送速率，所得的商往大取整后作为分组包级计数器的赋值；分组包级计数器的两条支路中的一条支路指向1号分组包级随机数发生器，另一条支路指向数据包发送模块；1号分组包级随机数发生器指向分组包级计时器，为其赋非负整数值；分组包级计时器指向呼叫级计数器；数据包发送模块指向分组包级计数器，并且对外输出一个标准业务数据包； 通过调节业务参量以改变对外业务输出流量的自相似系数，具体为: 通过增大业务参量每次会话包含的呼叫次数，进而增大1号呼叫级随机数发生器的均值以增大对外业务输出流量的自相似系数；或通过减小业务参量每次会话包含的呼叫次数，进而减小1号呼叫级随机数发生器的均值以减小对外业务输出流量的自相似系数； 通过增大业务参量每次呼叫包含的分组包数，进而增大2号呼叫级随机数发生器的均值以增大对外业务输出流量的自相似系数；或通过减小业务参量每次呼叫包含的分组包数，进而减小2号呼叫级随机数发生器的均值以减小对外业务输出流量的自相似系数； 通过增大业务参量两个分组包的时间间隔，进而增大1号分组包级随机数发生器的均值以增大对外业务输出流量的自相似系数；或通过减小业务参量两个分组包的时间间隔，进而减小1号分组包级随机数发生器的均值以减小对外业务输出流量的自相似系数； 模板建立步骤完成后，将参数配置步骤中确定的每一种业务种类对应的子信源数量和模板建立步骤中建立业务模板、执行模块，一起作为业务发生步骤的输入； 所述业务发生步骤为: 根据输入搭建业务发生器:根据各输入的业务模版的种类，在业务发生器中搭建其对应业务的子信源，每一种对应业务包含的子信源数量由输入值确定，每一个子信源内都各自包含一份业务模版和一个执行模块；所有子信源的输出业务流量相加，作为业务发生器的输出； 业务发生器搭建完毕后，启动该业务发生器，每一个离散时隙对外输出业务流量；所述业务发生器输出的业务流量包括必选项和可选项:其中必选项至少内含数据包的长度和承载的业务标签两项内容；而具体的载荷数据则是可选项，根据实际网络仿真的需要为该数据包填入载荷数据或者完全不填任何载荷数据。
本发明由于采用了三层开关(ON-OFF)过程循环迭代法作为每一个子信源的业务生成算法来取代现有业务生成方法的一层开关过程，所以，与现有的业务生成方法相比，本发明可以在不做重尾分布假设的前提下仅仅利用模板建立步骤所提的7个业务基本要素就模拟出具备显著自相似特性的业务流量，这是现有方法所绝不具备的特性。本发明所提出的三层迭代业务生成方法是基于构造建模的，该构造建模简单且各参数具有明确的物理含义，利用已知的传输知识来解释所观察到的数据特征，能从构造过程的因果机理上解释自相似现象。通过推导和仿真可知，多个开关随机过程一层简单叠加得到的随机过程近似于高斯白噪声，不具备自相似特性。二层迭代开关过程在某些特定参数的组合下可以得到一定的自相似特性。而本发明提出的三层迭代的业务生成方法能够稳定输出具备自相似特性的业务流量，既能得到与行为建模法相近的曲线性能，又能提供比行为建模法多得多的信息量。
在本发明的模板建立步骤中明确给出了7种具体的需要配置的业务基本参量，包括:忙时会话系数、每次会话包含的呼叫次数、每次呼叫包含的分组包数、分组包大小、两次呼叫的时间间隔、两个分组的时间间隔和数据包发送速率。在大量仿真实践过程中总结归纳出三种调节业务流量自相似系数的方法，具体是:增大每个会话包含的呼叫次数来增大自相似系数，反之减小；增大每个呼叫包含的分组包数量来增大自相似系数，反之减小；增大分组包之间的时间间隔来增大自相似系数，反之减小。上述三种方法是本发明首次提出，虽未能给出理论公式推导，但是实践证明是行之有效的，调研已公开的各种文献资料尚未发现与之雷同的方法。
由于本发明采取了基于业务基本要素的三层开关过程循环迭代的构造建模法，很好地模拟了高速分组数据网络的不同业务数据包的流量特征、分布特征和自相似特征，可以为各种网络节点、协议、算法的性能分析提供支持，使得基于此的各种分析结论更加准确可靠；本发明给出的与之相配套的三种调节自相似特征系数的方法可以得到不同的自相似业务流量，以适应不同的网络仿真需求。本发明为网络性能的仿真提供一个符合实际网络真实流量的业务源。
由于本发明采取了多个子信源合成总的业务发生器的方法，从而既可以模拟单业务源，也可以模拟混合业务源；模拟的具体业务类型可以选择和组合，业务参数可以自由配置；数据流量的大小和自相似特性都可以通过调整而人为可控。
图1为本发明自相似网络业务的生成方法的流程示意图； 图2为本发明自相似网络业务的生成方法的执行模块结构图； 图3为单业务子信源发生器的状态转移图； 图4为短信业务的信源输出曲线； 图5为网页浏览业务的信源输出曲线； 图6为视频点播业务的信源输出曲线； 图7为混合业务的信源输出曲线。
图8为自相似系数调整方法1的效果图； 图9为自相似系数调整方法2的效果图； 图10为自相似系数调整方法3的效果图。
具体实施例方式 下面结合附图和具体实施方式
对本发明进行详细说明。
实施例1:短信下行业务生成方法 在本实施例中，设业务发生器所包含的单业务子信源M＝100个，最小仿真时的隙粒度为0.01s。
附图1给出了本发明自相似网络业务的生成方法的流程示意图，其中的短信下行业务生成方法包括依次进行确定网络业务发生器的基本配置参数步骤、根据基本配置参数建立模板步骤和通过任务执行模块得到子信源的业务输出并合成总的业务发生器输出步骤三步流程。
在参数配置步骤中确定网络业务发生器的基本配置参数，包括确定包含的业务种类为短信业务，业务发生器内包含的短信业务子信源的数量M＝100。
在模板建立步骤中根据基本配置中选择的短信业务的具体参量建立模板。表1给出了本发明的本实施例中用于配置自相似网络业务的生成方法的应用层业务参量: 表1 应用层业务的配置参数
根据表1中初始化短信业务的业务模版c的7个基本参量:由忙时会话系数BHSA＝0.12，来确定1号会话级随机数发生器(11)的均值；由每次会话包含的呼叫次数Npc＝2，确定2号会话级随机数发生器(12)的均值；由两次呼叫过程的时间间隔Dpc＝2s，确定1号呼叫级随机数发生器(21)的均值；由每次呼叫包含的分组包数Nd＝53，确定2号呼叫级随机数发生器(22)的均值；由两个分组包的时间间隔Dd＝0.1s，确定1号分组包级随机数发生器(31)的均值；由分组包大小Sd＝480Byte＝3840bit，确定2号分组包级随机数发生器的(32)均值；由该业务的数据包发送速率R＝64kbit/s，确定短信业务数据包的固定长度为640bit。
图2给出了本发明自相似网络业务的生成方法的执行模块d的结构图。使用上述业务基本参量配置后的随机数发生器，再加上3个计数器和3个计时器，搭建子信源的执行模块d:将2号会话级随机数发生器(12)指向会话级计数器(102)，为其赋非负整数值；会话级计数器有两条支路:一条支路指向1号会话级随机数发生器(11)，另一条支路指向2号呼叫级随机数发生器(22)；1号会话级随机数发生器(11)指向会话级计时器(101)，为其赋非负整数值；会话级计时器(101)指向2号会话级随机数发生器(12)；2号呼叫级随机数发生器(22)指向呼叫级计数器(202)，为其赋非负整数值；呼叫级计数器(202)有两条支路:一条支路指向1号呼叫级随机数发生器(21)，另一条支路指向2号分组包级随机数发生器(32)；1号呼叫级随机数发生器(21)指向呼叫级计时器(201)，为其赋非负整数值；呼叫级计时器(201)指向会话级计数器(102)；2号分组包级随机数发生器(32)生成的随机数除以数据包发送速率，所得的商往大取整后作为分组包级计数器(302)的赋值；分组包级计数器(302)有两条支路，一条支路指向1号分组包级随机数发生器(31)，另一条支路指向数据包发送模块(41)；1号分组包级随机数发生器(31)指向分组包级计时器(301)，为其赋非负整数值；分组包级计时器(301)指向呼叫级计数器(202)；数据包发送模块(41)指向分组包级计数器(302)，并且对外输出一个标准业务数据包。其中，1号会话级随机数发生器，2号会话级随机数发生器，会话级计数器，会话级计时器一起组成了执行模块d的会话级f；1号呼叫级随机数发生器，2号呼叫级随机数发生器，呼叫级计数器，呼叫级计时器一起组成了执行模块d的呼叫级g；1号分组包级随机数发生器，2号分组包级随机数发生器，分组包级计数器，分组包级计时器，除法器，数据包发送速率，发送数据包模块一起组成了执行模块d的分组包级h。
上述的1号会话级随机数发生器服从均匀分布，2号会话级随机数发生器服从负指数分布，1号呼叫级随机数发生器服从负指数分布，2号呼叫级随机数发生器服从负指数分布，1号分组包级随机数发生器服从负指数分布，2号分组包级随机数发生器服从泊松分布。其中，均匀分布，负指数分布和泊松分布的数学公式分别如下所示: 均匀分布
a、b均为常数且a<b 负指数分布 λ为常数且λ<0 泊松分布 k＝0，1，2…；λ为常数且λ>0 模板建立步骤完成后，将参数配置步骤中确定的每一种业务种类对应的子信源数量和模板建立步骤中建立业务模板、执行模块，一起作为业务发生步骤的输入。
在业务发生步骤中搭建业务发生器e，按输入的业务模版有多少种，所搭建的业务发生器中就有多少种对应业务的子信源，每一种对应业务包含的子信源数量由输入值确定，具体的每一个子信源内部都各自包含一份业务模版c和一个执行模块d。
业务发生器搭建完毕后，启动该业务发生器，每一个离散时隙对外输出业务流量。
以发送各种业务的不同种类数据包所需的最短时间为基本时间单位时隙，业务发生器在每个时隙内的对外输出流量等于所有单业务子信源在这个时隙内输出之和。设M个独立同分布的业务子信源，分为K类业务，每类业务包含的子信源个数分别表示为M1，M2，...，Mk，且∑Mk＝M。在每个时隙的混合业务信源输出总流量X(t)是所有M个独立的单业务子信源在该时隙点的输出Xk，i(t)之和，即 因为实施例1中业务发生器内只包含了K＝1种业务，包含M＝100个彼此独立不相关的子信源，所以在每一个时隙(0.01s)内，需要将100个独立子信源的输出相加，作为业务发生器的业务输出X(t)。
图3为单业务子信源发生器的状态转移图。针对每一个子信源，其内部的执行模块都是一个三层迭代的开关(ON-OFF)过程循环机，它始终处于循环状态，直到业务发生器结束工作。结合单业务子信源发生器的状态转移图附图3，在任意时刻任务执行模块的状态处于以下7种状态之一: 状态1，如果当前时隙是整个仿真的第一个时隙，则从“开始”进入三层迭代循环。如果当前时隙不是第一个时隙，则以上一个时隙的结束状态作为当前时隙的起始状态，继续执行状态转移。
状态2，判断会话级计数器(102)是否为0:如果是0，则直接转入状态3；如果不是0，则该计数器减1，然后转入状态4。
状态3，判断会话级计时器(101)是否为0:如果是0，则直接转入状态2；如果不是0，则该计时器减1，然后停留在状态3一个时隙。
状态4，判断呼叫级计数器(202)是否为0:如果是0，则直接转入状态5；如果不是0，则该计数器减1，然后转入状态6。
状态5，判断呼叫级计时器(201)是否为0:如果是0，则直接转入状态2；如果不是0，则该计时器减1，然后停留在状态5一个时隙。
状态6，判断分组包级计数器(302)是否为0:如果是0，则直接转入状态7；如果不是0，则执行数据包发送模块(41)，数据包发送模块执行完毕后停留在状态6一个时隙。
状态7，判断分组包级计时器(301)是否为0:如果是0，则直接转入状态4；如果不为0，则该计时器减1，然后停留在状态7一个时隙。
需要说明的是，上述7个状态并不是迭代循环的全部过程，仅仅是状态转移而已。因为中间还有各个计数器、计时器归零后通过对应的随机数发生器为它们重新赋值的过程。
最后，系统时钟每前进一个时隙，时间间隔0.01s，都会得到业务发生器对外输出的短信业务流量。
本实施例1的业务发生器输出流量如附图4所示:图中横坐标为时间，单位为秒，仿真时间3000秒，最小时间粒度1毫秒；纵坐标为输出的业务流量，单位为比特。在仿真时间内，输出流量最大值为240.6bit/ms，最小值为0bit/ms，均值为48.4bit/ms，方差为1169.0，标准差为34.2。进一步的数据分析将在后面叙述。
实施例2:网页浏览下行业务生成方法 在实施例2中，本发明的网页浏览下行业务生成方法包括如下步骤: 在参数配置步骤，确定网络业务发生器的基本配置参数。
确定包含的业务种类为网页浏览业务，业务发生器内包含的子信源的数量M＝100。
在模板建立步骤，根据基本配置参数建立模板。
根据表1，初始化网页浏览业务的7个基本参量为:忙时会话系数BHSA＝0.12；每次会话包含的呼叫次数Npc＝5；每次呼叫包含的分组包数Nd＝134；分组包大小Sd＝480Byte＝3840bit；两次呼叫的时间间隔Dpc＝2s；两个分组包的时间间隔Dd＝0.1s；该业务的数据包发送速率R＝64kbit/s。根据支持速率R＝64kbit/s，确定网页浏览业务数据包的固定长度为640bit。
在业务发生步骤，通过执行模块得到子信源的业务输出并合成总的业务发生器输出。具体执行过程同实施例1。
本实施例2的业务发生器输出流量如附图5所示:图中横坐标为时间，单位为秒，仿真时间3000秒，最小时间粒度1毫秒；纵坐标为输出的业务流量，单位为比特。在仿真时间内，输出流量最大值为517.1bit/ms，最小值为39.7bit/ms，均值为233.1bit/ms，方差为4995.5，标准差为70.7。进一步的数据分析将在后面叙述。
实施例3:视频点播下行业务生成方法 在实施例3中，本发明的视频点播下行业务生成方法包括如下步骤: 在参数配置步骤，确定网络业务发生器的基本配置参数。
确定包含的业务种类为视频点播业务，业务发生器内包含的子信源的数量M＝100。
在模板建立步骤，根据基本配置参数建立模板。
根据表1，初始化视频点播业务的7个基本参量:忙时会话系数BHSA＝0.04；每次会话包含的呼叫次数Npc＝2；每次呼叫包含的分组包数Nd＝1080；分组包大小Sd＝480Byte＝3840bit；两次呼叫的时间间隔Dpc＝0.2s；两个分组包的时间间隔Dd＝0.1s；该业务的数据包发送速率R＝384kbit/s。根据支持速率R＝384kbit/s，确定视频点播业务数据包的固定长度为3840bit。
在业务发生步骤，通过任务执行模块得到子信源的业务输出并合成总的业务发生器输出。具体执行过程同实施例1。
本实施例3的业务发生器输出流量如附图6所示:图中横坐标为时间，单位为秒，仿真时间3000秒，最小时间粒度1毫秒；纵坐标为输出的业务流量，单位为比特。在仿真时间内，输出流量最大值为2407.7bit/ms，最小值为975.4bit/ms，均值为1677.1bit/ms，方差为51259.0，标准差为226.4。进一步的数据分析将在后面叙述。
实施例4:混合下行业务生成方法 在实施例4中，本发明的混合下行业务生成方法包括如下步骤: 在参数配置步骤，确定网络业务发生器的基本配置参数。
确定包含的业务种类为短信业务、网页浏览业务、视频点播业务，K＝3，业务发生器内包含的子信源的数量M＝100。将M个子信源按照3:3:1(0.12:0.12:0.04)的比例分配，短信业务的子信源数量M1＝43，网页浏览业务的子信源数量M2＝43，视频点播业务的子信源数量M3＝14。
在模板建立步骤，根据基本配置参数建立模板。
根据表1，分别初始化短信业务、网页浏览业务、视频点播业务的7个基本参量；确定短信业务、网页浏览业务、视频点播业务的数据包的固定长度分别为640bit，640bit，3840bit。
在业务发生步骤，通过任务执行模块得到子信源的业务输出并合成总的业务发生器输出。具体执行过程同实施例1。
本实施例4的业务发生器输出流量如附图7所示:图中横坐标为时间，单位为秒，仿真时间3000秒，最小时间粒度1毫秒；纵坐标为输出的业务流量，单位为比特。在仿真时间内，输出流量最大值为801.3bit/ms，最小值为207.4bit/ms，均值为484.5bit/ms，方差为9384.6，标准差为96.9。进一步的数据分析将在后面叙述。
针对实施例1-4的仿真结果，即附图4-7对应的流量曲线，详细的不同业务的自相似特征分析如表2所示。 表2 不同业务的自相似特征分析
由表2可见，在三种不同的时间尺度下，自相似系数值基本保持不变。由此可见，本发明提供的迭代构造方式生成的业务信源仅仅使用均匀分布随机数发生器，负指数分布随机数发生器，泊松分布随机数发生器，就产生了自相似特性所必须的重尾分布特征。不论是单业务的情况还是混合业务的情况，本发明提供的业务信源的输出流量具备实际分组交换网络流量的自相似特性，这正是现有方法的不足之处和本发明最直接的发明目的所在。
因为实施例1-4都是设业务发生器包含了单业务子信源M＝100个，如果需要改变单业务的平均流量，则调整M的大小即可实现目的。如果需要改变混合业务中单业务的流量比例，则调整分配给每一种具体单业务的子信源数量即可实现目的。如果需要在以后业务流量中添加新的业务类型，则添加合适数量的按照该业务基本要素配置的子信源即可实现目的。可见，正是因为本发明采用了多个子信源合成总的业务发生器的方法，所以大大增加了系统的灵活性和易扩展性。
实施例5:业务信源相配套的调整流量自相似系数的方法 基于实施例2，将M个子信源全部配置成网页浏览业务，以此为基础介绍与本发明所提供的业务信源相配套的调整流量自相似系数的方法。
在模板建立步骤中，调节自相似系数的方法有三种: 图8为自相似系数调整方法1的效果图。图中横坐标为每会话包含的数据呼叫次数，纵坐标为自相似系数。如附图8中的曲线A所示:横坐标自变量从1变化到15，纵坐标应变量从0.58变化到0.88，自变量和应变量呈正向线性相关性。通过增加每个会话包含的呼叫次数来增大自相似系数，反之减小。具体方法是:调节业务参量每次会话包含的呼叫次数Npc，进而改变1号呼叫级随机数发生器的均值，增大对外业务输出流量的自相似系数；反之，减小业务参量每次会话包含的呼叫次数Npc，进而改变1号呼叫级随机数发生器的均值，减小对外业务输出流量的自相似系数。
图9为自相似系数调整方法2的效果图。图中横坐标为每数据呼叫包含的分组包数，纵坐标为自相似系数。如附图9中的曲线B所示:横坐标自变量从10变化到100，纵坐标应变量从0.61变化到0.89，自变量和应变量近似符合正向线性相关性。通过增加每个呼叫包含的分组包数量来增大自相似系数，反之减小。具体方法是:调节业务参量每次呼叫包含的分组包数Nd，进而改变2号呼叫级随机数发生器的均值，增大对外业务输出流量的自相似系数；反之，减小业务参量每次呼叫包含的分组包数Nd，进而改变2号呼叫级随机数发生器的均值，减小对外业务输出流量的自相似系数。
图10为自相似系数调整方法3的效果图。图中横坐标为分组包到达时间间隔，单位为秒，纵坐标为自相似系数。附图10中的曲线C所示:横坐标自变量从0.02秒变化到0.38秒，纵坐标应变量从0.68变化到0.84，自变量和应变量近似呈正向线性相关性。通过增大分组包之间的时间间隔来增大自相似系数，反之减小。具体方法是:调节业务参量两个分组包的时间间隔Dd，进而改变1号分组包级随机数发生器的均值，增大对外业务输出流量的自相似系数；反之，减小业务参量两个分组包的时间间隔Dd，进而改变1号分组包级随机数发生器的均值，减小对外业务输出流量的自相似系数。
从图8中的曲线A、图9中的曲线B和图10中的曲线C所显示出的自变量与应变量的变化走势均可见，上述三种方法确实行之有效的改变了自相似系数。这样就可以很好的适应不同的网络仿真场景需求，这也是本发明的重要创新点之一。
权利要求
1.一种自相似网络业务的生成方法，包括依次执行参数配置步骤、模板建立步骤和业务发生步骤；
所述执行参数配置步骤为确定业务发生器的包括业务种类以及每一种业务的子信源数量；
所述模板建立步骤为，按所需特定业务的种类分别建立其模板，所使用的基本参量包括忙时会话系数、每次会话包含的呼叫次数、两次呼叫的时间间隔、每次呼叫包含的分组包数、两个分组包的时间间隔、分组包的大小和数据包发送速率；其中，参量忙时会话系数用于确定1号会话级随机数发生器的均值，参量每次会话包含的呼叫次数用于确定2号会话级随机数发生器的均值，参量两次呼叫的时间间隔用于确定1号呼叫级随机数发生器的均值，参量每次呼叫包含的分组包数用于确定2号呼叫级随机数发生器的均值，参量两个分组包的时间间隔用于确定1号分组包级随机数发生器的均值，参量分组包的大小用于确定2号分组包级随机数发生器的均值；
其特征在于所述1号会话级随机数发生器服从均匀分布，2号会话级随机数发生器服从负指数分布，1号呼叫级随机数发生器服从负指数分布，2号呼叫级随机数发生器服从负指数分布，1号分组包级随机数发生器服从负指数分布，2号分组包级随机数发生器服从泊松分布；
然后根据业务模版建立子信源的执行模块将所述2号会话级随机数发生器指向会话级计数器，为其赋非负整数值；会话级计数器的两条支路一条支路指向1号会话级随机数发生器，另一条支路指向2号呼叫级随机数发生器；1号会话级随机数发生器指向会话级计时器，为其赋非负整数值；会话级计时器指向2号会话级随机数发生器；2号呼叫级随机数发生器指向呼叫级计数器，为其赋非负整数值；呼叫级计数器有两条支路，一条支路指向1号呼叫级随机数发生器，另一条支路指向2号分组包级随机数发生器；1号呼叫级随机数发生器指向呼叫级计时器，为其赋非负整数值；呼叫级计时器指向会话级计数器；2号分组包级随机数发生器除以数据包发送速率，除法的商向上取整后作为分组包级计数器的赋值；分组包级计数器的两条支路的一条支路指向1号分组包级随机数发生器，另一条支路指向数据包发送模块；1号分组包级随机数发生器指向分组包级计时器，为其赋非负整数值；分组包级计时器指向呼叫级计数器；数据包发送模块指向分组包级计数器，并且对外输出一个标准业务数据包；
通过调节业务参量每次会话包含的呼叫次数，进而改变1号呼叫级随机数发生器的均值以增大对外业务输出流量的自相似系数，或通过减小业务参量每次会话包含的呼叫次数，进而改变1号呼叫级随机数发生器的均值以减小对外业务输出流量的自相似系数；
通过调节业务参量每次呼叫包含的分组包数，进而改变2号呼叫级随机数发生器的均值以增大对外业务输出流量的自相似系数，或通过减小业务参量每次呼叫包含的分组包数，进而改变2号呼叫级随机数发生器的均值以减小对外业务输出流量的自相似系数；
通过调节业务参量两个分组包的时间间隔，进而改变1号分组包级随机数发生器的均值以增大对外业务输出流量的自相似系数，或通过减小业务参量两个分组包的时间间隔，进而改变1号分组包级随机数发生器的均值以减小对外业务输出流量的自相似系数；
模板建立步骤完成后，将参数配置步骤中确定的每一种业务种类对应的子信源数量和模板建立步骤中建立业务模板、执行模块，一起作为业务发生步骤的输入；
所述的业务发生步骤，首先根据输入搭建业务发生器根据各输入的业务模版的种类，在业务发生器中搭建其对应业务的子信源，每一种对应业务包含的子信源数量由输入值确定，每一个子信源内都各自包含一份业务模版和一个执行模块；所有子信源的输出业务流量相加，作为业务发生器的输出；
业务发生器搭建完毕后，启动该业务发生器，每一个离散时隙对外输出业务流量
所述业务发生器输出的业务流量至少内含数据包的长度和承载的业务标签两项内容；而具体的载荷数据则是可选项，根据实际网络仿真的需要为该数据包填入载荷数据或者完全不填任何载荷数据。
全文摘要
本发明公开了一种自相似网络业务的生成方法，包括依次执行参数配置步骤、模板建立步骤和业务发生步骤；特征是由多个采用三层迭代开关过程的彼此独立不相关的子信源合成一个总的业务发生器；生成的业务流量具有自相似特性，并给出与本方法配套的三种调整自相似特征系数的方法。本业务生成方法的优点是既可以模拟单业务源，也可以模拟混合业务源；模拟的具体业务类型可以选择和组合，业务参数可以自由配置；数据流量的大小和自相似特性都可以通过调整而人为可控；很好地模拟了高速分组数据网络的不同业务数据包的流量特征、分布特征、自相似特征。本发明方法可以为各种网络节点、协议和算法的性能分析提供准确可靠的业务发生流量。
文档编号H04L29/06GK101369921SQ20081019661
公开日2009年2月18日 申请日期2008年9月12日 优先权日2008年9月12日
发明者锐 倪, 国 卫, 秦晓卫 申请人:中国科学技术大学