ICT network traffic based on a simple fractal structure

• Autorzy: Włodarski P.

Warianty tytułu

PL

Natężenie ruchu w sieciach teleinformatycznych oparte na prostej strukturze fraktalnej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The results of measurements of ICT network traffic reveals the presence of fractal structures and long-range dependence. Accurate modeling of the offered traffic load is the first step in optimizing resource allocation algorithms and QoS requirements. In this article the fractal structure is represented by the simple random midpoint displacement method which approximates fractional Brownian motion (fBm), theoretical process that exhibits aforementioned features, is presented. Apparently, this algorithm generates inaccurate approximation of fBm for the higher degree of self-similarity. To improve this simple and fast algorithm, some modifications based on variance analysis are proposed. The results of simulation and statistical testing with comparison to the realtime measurements in computer network are presented and discussed.

PL

Wyniki pomiarów natężenia ruchu w sieciach teleinformatycznych ujawniają obecność struktur fraktalnych oraz zależności długoterminowych. Dokładne modelowanie obciążenia stanowi zatem pierwszy krok w optymalizowaniu rezerwacji zasobów sieciowych oraz pomaga spełnić wymagania QoS (Quality of Service). W artykule strukturę fraktalną otrzymano za pomocą metody losowego przemieszczenia środka odcinka, dzięki czemu otrzymano przybliżenie procesu ułamkowego ruchu Browna stanowiącego teoretyczną podstawę w analizie struktur fraktalnych. Jak się okazuje, zaprezentowana metoda niezbyt dokładnie przybliża ten teoretyczny proces, szczególnie dla wyższych stopni samopodobieństwa. Aby ulepszyć tą prostą i szybką metodę zaproponowano pewne modyfikacje bazujące na analizie wariancji. Zaprezentowano wyniki symulacji oraz testowanie statystyczne w zestawieniu porównując je do rzeczywistego ruchu zarejestrowanego w sieci teleinformatycznej.

Słowa kluczowe

EN

ICT networks; network traffic; fractal structure

PL

natężenie ruchu; sieci teleinformatyczne; struktura fraktalna

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2011
• Tom: nr 6
• Opis fizyczny: Pełny tekst na CD, Bibliogr. 9 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Włodarski P.

• West Pomeranian University of Technology, Faculty of Electrical Engineering, Department of Signal Processing and Multimedia Engineering, 71-126 Szczecin, ul. 26 Kwietnia 10, tel.: [phone], fax: [phone],

Bibliografia

• [1] H. Elbiaze et al., ”A new structure-preserving method of sampling for predicting selfsimilar traffic”. Telecommunication Systems 43 265-277, 2010.
• [2] W. Leland, M. Taqqu, W. Willinger, D. Wilson, “On the Self-Similar Nature of Ethernet Traffic”, IEEE/ACM Transactions on Networking, 2(1), pp. 1-15, 1994.
• [3] W. Willinger, M. Taqqu, R. Sherman, D. Wilson, “Self-Similarity Through High-Variability: Statistical Analysis of Ethernet LAN Traffic at the Source Level IEEE/ACM Transactions on Networking, 5(1), pp. 71-86, 1997.
• [4] M. E. Crovella, A. Bestavros, “Self-Similarity in World Wide Web Traffic: Evidence and Possible Causes”, IEEE/ACM Transactions on Networking, 5(6), pp. 835-846, December 1997.
• [5] V. Paxson, S. Floyd, “Wide-area traffic: The Failure of Poisson Modeling”, IEEE/ACM Transactions on Networking, vol. 3, pp. 226-244, 1995.
• [6] P. Doukhan, G. Oppenheim, M. Taqqu, “Theory and Applications of Long-Range Dependence”, Birkhauser, 2002.
• [7] H. O. Peitgen, H. Jurgens, D. Saupe, “Chaos and Fractals: New Frontiers of Science”, Springer Verlag, 1992.
• [8] M. Taqqu, W. Willinger, R. Scherman. ”Proof of a Fundamental Result in Self-Similar Traffic Modeling”, Computer Communication Review, 27 (1997), pp. 5-23.
• [9] L. Gajek, M. Kałuszka, “Wnioskowanie statystyczne”, WNT, 2000.