席小勇

摘要：中職學(xué)校日益增長的網(wǎng)絡(luò)用戶、各類P2P應(yīng)用及其他網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)和基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)、QOS之間存在一定的矛盾。如何合理分配有限的帶寬有效保證正常網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)高效、快速運(yùn)行是當(dāng)前急需解決的問題，這就需要通過可靠的理論指導(dǎo)以及有效的方法對中職學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)流量特性進(jìn)行研究分析，該文通過采集于中職學(xué)校校園網(wǎng)絡(luò)流量對其網(wǎng)絡(luò)流量特性進(jìn)行分析研究。

關(guān)鍵詞：自相似性；長相關(guān)性；周期性；突發(fā)性；混沌性

中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）10-0041-02

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

在大量各類網(wǎng)絡(luò)流量特性的分析研究中發(fā)現(xiàn)，不論網(wǎng)絡(luò)協(xié)議類型、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、用戶數(shù)量、傳輸介質(zhì)、業(yè)務(wù)類型等怎樣改變，長相關(guān)性、自相似性、周期性 、突發(fā)性和混沌性始終都是網(wǎng)絡(luò)中普遍存在的現(xiàn)象[1]。文章從中職學(xué)校網(wǎng)絡(luò)采集不同時間尺度上的數(shù)據(jù)樣本，經(jīng)過對樣本數(shù)據(jù)的分析研究，發(fā)現(xiàn)中職學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)流量呈現(xiàn)出自相似、長相關(guān)、周期、突發(fā)和混沌等特性。

1 中職學(xué)校網(wǎng)絡(luò)流量的自相似和長相關(guān)性

采集中職學(xué)校校園網(wǎng)不同時間尺度網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)樣本，依據(jù)采集的樣本數(shù)據(jù)繪制不同時間尺度下的校園網(wǎng)絡(luò)流量圖。

通過圖2分析發(fā)現(xiàn)，周一至周五的網(wǎng)絡(luò)流量走勢非常相似，也就是說中職學(xué)校網(wǎng)絡(luò)出口流量在不同時間尺度下呈現(xiàn)明顯的自相似性、長相關(guān)性。長相關(guān)性特性證明未來中職學(xué)校網(wǎng)絡(luò)流量蘊(yùn)含在過去的網(wǎng)絡(luò)流量里，也就是說可以以各種理論和技術(shù)做指導(dǎo)，建立網(wǎng)絡(luò)流量預(yù)測模型可以預(yù)測未來時間段內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)流量趨勢、方向等方面。

2 中職學(xué)校網(wǎng)絡(luò)流量的周期性

網(wǎng)絡(luò)流量時間序列隨著時間變化而表現(xiàn)出來一種季節(jié)性的變化規(guī)律稱之為周期性，以天、周、月、年為單位作為周期。

因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)流量變化均會呈現(xiàn)出周期性特性，因此必須在網(wǎng)絡(luò)流量預(yù)測的過程中予以考慮，以全面掌握學(xué)校網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀況。網(wǎng)絡(luò)流量產(chǎn)生周期性特性的因素有：

（1）網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)的周期時間間隔采集，以固定頻率尺度對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量周期性抽樣的方法稱為周期抽樣算法，這種抽樣算法將會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流量的周期性。

（2）全校師生上網(wǎng)行為也會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)流量出現(xiàn)周期性，如工作日的網(wǎng)絡(luò)流量要大于周末，每天上班時間網(wǎng)絡(luò)流量高于下班時間，節(jié)假日幾乎無網(wǎng)絡(luò)流量產(chǎn)生。

下面分別采集了中職學(xué)校1天、1周、1月的網(wǎng)絡(luò)流量，繪制相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)流量圖，下面就根據(jù)圖3-圖5對學(xué)校網(wǎng)絡(luò)流量周期性進(jìn)行分析。

圖4中顯示的是以一天作為一個周期時，中職學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)流量圖。從圖中可以明顯看出周期性的特點(diǎn)，凌晨0：00到8：00幾乎無流量，上午8：00師生開始活動，每小時之內(nèi)必定有一網(wǎng)絡(luò)流量高峰期，因?yàn)槊抗?jié)45分鐘課后師生利用課間休息訪問網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)流量。上午10：00學(xué)生課間操時間出現(xiàn)一低峰期，中午12：00到14：30左右?guī)熒缧輹r間產(chǎn)生一低峰期，晚自習(xí)前后產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)波峰，夜間23：00至早8：00處于低峰期。

從圖5中發(fā)現(xiàn)一月網(wǎng)絡(luò)流量呈現(xiàn)如下特點(diǎn)：每周的網(wǎng)絡(luò)流量之間具有很強(qiáng)的自相似性，周期性特性非常明顯。

經(jīng)過細(xì)致的研究分析發(fā)現(xiàn)，學(xué)校網(wǎng)絡(luò)流量周期特性和長相關(guān)之間有關(guān)聯(lián)。我們可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)流量的上述特性，將網(wǎng)絡(luò)流量[X（t）]分解如下[2]，

3 中職學(xué)校網(wǎng)絡(luò)流量的突發(fā)性和混沌性

突發(fā)性是網(wǎng)絡(luò)流量的重要特性，網(wǎng)絡(luò)流量的突發(fā)性是指網(wǎng)絡(luò)流量在傳輸中表現(xiàn)出非正常的突變狀態(tài)。網(wǎng)絡(luò)流量在較小的時間尺度上呈現(xiàn)出復(fù)雜的變化規(guī)律，在局部突發(fā)業(yè)務(wù)的變化時，突發(fā)性更為明顯。一種具有不可長期預(yù)報性、不可分解性和稠密的無窮多個周期軌道的復(fù)雜的運(yùn)動形式稱之為混沌。

在圖1時間尺度5分鐘的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流量圖可以看出，在學(xué)校網(wǎng)絡(luò)流量圖中，波峰位置有特別突出、尖銳的網(wǎng)絡(luò)流量，這種突變的軌跡說明中職學(xué)校網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流量均呈現(xiàn)出時間的突發(fā)性，當(dāng)然還有部分網(wǎng)絡(luò)流量看起來沒有規(guī)則，比較模糊的部分，這就說明中職學(xué)校網(wǎng)絡(luò)流量亦存在混沌性。

參考文獻(xiàn)：

[1] 楊家海，吳建平，安長青.互聯(lián)絡(luò)測量理論與應(yīng)用[M].北京：人民郵電出版社，2009.

[2] 王西鋒，張曉孿.基于混合模型的網(wǎng)絡(luò)流量預(yù)測研究[J].西華大學(xué)學(xué)報，2009，28（2）：34-37.

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