基于FPGA网络流量模拟系统的研究与实现
发布时间：2021-10-26 19:16
随着互联网技术的迅速发展，各式各样的网络应用不断涌现，网络流量急剧增长，网络应用日渐繁多，网络拥堵现象日益严重，已成为网络发展过程中亟待解决的问题。大量的研究结果表明，真实互联网中流量特征已不能用传统网络中的基于自相似性特征和短相关性特征的模型来描述，而是表现出自相似性和多重分形性质的特征。基于合理的网络模型对网络中的流量进行模拟，能够有效的评估现实互联网的性能，从而更好的解决网络中存在的问题。本文首先介绍了现今较为典型互联网流量模型，并且对这些模型的流量生成原理和方法进行了对比和分析。综述了基于不同架构和不同方法的流量发生系统的原理，并根据各自的特征，对流量发生系统的主要性能和指标进行了比较。介绍了小波变换和分形的相关概念，理论和数学模型，给出了判断多重分形性质的主要计算方法。其次，改进了基于多分形小波模型的网络数据流量序列的生成方法，并且通过FPGA进行实现。通过对模型算法分析和计算特征研究，提出了一种分布式的实现架构，并在FPGA上进行了实现。在这种架构中，基于FPGA实现了滤波器组，该滤波器组完成了对多分形小波模型算法系数的计算，这是生成网络流量过程的关键。通过对小波树形结构根...
【文章来源】：济南大学山东省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 相关工作和研究现状
1.2.1 网络流量模型的研究现状
1.2.2 流量发生器架构的研究现状
1.3 主要工作和章节安排
1.3.1 本文的主要工作
1.3.2 本文章节安排
第二章 小波变换与多分形性质
2.1 小波变换
2.1.1 小波的定义
2.1.2 连续小波变换
2.1.3 离散小波变换
2.2 分形及其性质
2.2.1 自相似性
2.2.2 多重分形性
2.2.3 Holder 指数
2.2.4 多重分形频谱
2.3 Hurst 值估计方法
2.3.1 聚类方差法
2.3.2 余数方差法
2.3.3 R/S 分析法
2.3.4 周期图法
2.4 本章小结
第三章 多分形小波模型算法及改进
3.1 多分形小波模型
3.1.1 随机函数的选择
3.1.2 多分形小波建模
3.1.3 模型生成算法
3.2 模型算法的改进
3.2.1 初始值的生成
3.2.2 基于 ON/OFF 模型的流量
3.3 小波基函数对模型的影响
3.4 本章小结
第四章 FPGA 流量发生器的设计与实现
4.1 流量发生器使用的平台
4.1.1 数据流水线
4.1.2 寄存器流水线
4.2 总体设计架构
4.3 FPGA 流量发生器的实现
4.3.1 随机数据包产生模块的实现
4.3.2 多分形小波模型的实现
4.3.3 FPGA 数字滤波器的设计与实现
4.3.4 输出判断模块的实现
4.4 本章小结
第五章 流量的获取与分析
5.1 流量检测端的设计
5.1.1 流量检测端功能设计
5.1.2 流量检测端架构设计
5.2 流量检测端的实现
5.2.1 提取流程的实现
5.2.2 模块的实现结构
5.3 结果分析
5.3.1 网络流量的模拟生成
5.3.2 自相似性检测
5.3.3 多重分形性质检测
5.3.4 结果对比
5.4 本章小结
第六章 工作总结及展望
6.1 工作总结
6.2 展望未来
参考文献
致谢
附录
一、在校期间发表的学术论文
二、在校期间参加的项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于峰值流量的网络行为特征及影响因子分析[J]. 周爱平,程光. 通信学报. 2012(10)
[2]Internet流量模型分析与评述[J]. 张宾,杨家海,吴建平. 软件学报. 2011(01)
[3]一种基于FPGA的面向网络应用的开发平台设计[J]. 李志强,杨波,孙涛,陈贞翔. 山东科学. 2010(05)
[4]基于FPGA的高性能离散小波变换设计[J]. 王亚娟,旷捷,倪奎,王安文,黄启俊,常胜. 电子技术应用. 2009(10)
[5]网络流量模拟方法研究进展[J]. 陈宇峰,董亚波,鲁东明. 计算机工程与设计. 2009(06)
[6]基于ON/OFF模型的网络流量产生器的设计与实现[J]. 郝震华,矫文成,郝大为,潘艳辉. 科学技术与工程. 2008(12)
[7]自相似流量生成算法研究[J]. 梁智涛,何慧,李斌. 微计算机信息. 2008(06)
[8]自相似流量随机早期检测方法[J]. 谭献海,黄媛辉,金炜东. 西南交通大学学报. 2008(01)
[9]网络流量生成中速率控制研究与实现[J]. 吴长宇,矫文成,郝震华,张继军. 科学技术与工程. 2008(03)
[10]一个基于多重随机二分法的流量仿真模型的算法设计[J]. 苏广文,高德远,樊晓桠,张永辉. 系统仿真学报. 2007(08)
硕士论文
[1]基于智能算法的网络流量预测技术研究[D]. 冯华丽.江南大学 2011
[2]基于多分形小波的网络流量模拟系统的研究[D]. 张华川.南开大学 2010
[3]基于FPGA面向典型应用的安全防护系统研究与设计[D]. 孔超.山东大学 2010
[4]结合分形神经网络理论的网络流量预测研究[D]. 汪志勇.江西师范大学 2009
本文编号：3460057
【文章来源】：济南大学山东省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 相关工作和研究现状
1.2.1 网络流量模型的研究现状
1.2.2 流量发生器架构的研究现状
1.3 主要工作和章节安排
1.3.1 本文的主要工作
1.3.2 本文章节安排
第二章 小波变换与多分形性质
2.1 小波变换
2.1.1 小波的定义
2.1.2 连续小波变换
2.1.3 离散小波变换
2.2 分形及其性质
2.2.1 自相似性
2.2.2 多重分形性
2.2.3 Holder 指数
2.2.4 多重分形频谱
2.3 Hurst 值估计方法
2.3.1 聚类方差法
2.3.2 余数方差法
2.3.3 R/S 分析法
2.3.4 周期图法
2.4 本章小结
第三章 多分形小波模型算法及改进
3.1 多分形小波模型
3.1.1 随机函数的选择
3.1.2 多分形小波建模
3.1.3 模型生成算法
3.2 模型算法的改进
3.2.1 初始值的生成
3.2.2 基于 ON/OFF 模型的流量
3.3 小波基函数对模型的影响
3.4 本章小结
第四章 FPGA 流量发生器的设计与实现
4.1 流量发生器使用的平台
4.1.1 数据流水线
4.1.2 寄存器流水线
4.2 总体设计架构
4.3 FPGA 流量发生器的实现
4.3.1 随机数据包产生模块的实现
4.3.2 多分形小波模型的实现
4.3.3 FPGA 数字滤波器的设计与实现
4.3.4 输出判断模块的实现
4.4 本章小结
第五章 流量的获取与分析
5.1 流量检测端的设计
5.1.1 流量检测端功能设计
5.1.2 流量检测端架构设计
5.2 流量检测端的实现
5.2.1 提取流程的实现
5.2.2 模块的实现结构
5.3 结果分析
5.3.1 网络流量的模拟生成
5.3.2 自相似性检测
5.3.3 多重分形性质检测
5.3.4 结果对比
5.4 本章小结
第六章 工作总结及展望
6.1 工作总结
6.2 展望未来
参考文献
致谢
附录
一、在校期间发表的学术论文
二、在校期间参加的项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于峰值流量的网络行为特征及影响因子分析[J]. 周爱平,程光. 通信学报. 2012(10)
[2]Internet流量模型分析与评述[J]. 张宾,杨家海,吴建平. 软件学报. 2011(01)
[3]一种基于FPGA的面向网络应用的开发平台设计[J]. 李志强,杨波,孙涛,陈贞翔. 山东科学. 2010(05)
[4]基于FPGA的高性能离散小波变换设计[J]. 王亚娟,旷捷,倪奎,王安文,黄启俊,常胜. 电子技术应用. 2009(10)
[5]网络流量模拟方法研究进展[J]. 陈宇峰,董亚波,鲁东明. 计算机工程与设计. 2009(06)
[6]基于ON/OFF模型的网络流量产生器的设计与实现[J]. 郝震华,矫文成,郝大为,潘艳辉. 科学技术与工程. 2008(12)
[7]自相似流量生成算法研究[J]. 梁智涛,何慧,李斌. 微计算机信息. 2008(06)
[8]自相似流量随机早期检测方法[J]. 谭献海,黄媛辉,金炜东. 西南交通大学学报. 2008(01)
[9]网络流量生成中速率控制研究与实现[J]. 吴长宇,矫文成,郝震华,张继军. 科学技术与工程. 2008(03)
[10]一个基于多重随机二分法的流量仿真模型的算法设计[J]. 苏广文,高德远,樊晓桠,张永辉. 系统仿真学报. 2007(08)
硕士论文
[1]基于智能算法的网络流量预测技术研究[D]. 冯华丽.江南大学 2011
[2]基于多分形小波的网络流量模拟系统的研究[D]. 张华川.南开大学 2010
[3]基于FPGA面向典型应用的安全防护系统研究与设计[D]. 孔超.山东大学 2010
[4]结合分形神经网络理论的网络流量预测研究[D]. 汪志勇.江西师范大学 2009
本文编号：3460057
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/ydhl/3460057.html
