基于断层扫描的网络测量关键技术研究

李惠康，浙江大学计算机科学与技术专业博士。目前在华为技术有限公司负责云数据中心产品与解决方案拓展及生态合作。主要研究方向包括物联网、云计算、无线与智能感知、计算机网络等。参与国家和省部级项目多项，在IEEE INFOCOM、IEEE ICNP、ACM MobiSys等国际高水平会议，以及IEEE/ACM ToN、IEEE IoT-J等国际权威期刊发表论文10余篇。获国际著名学术会议ACM TUR-C (SIGCOMM-China) 2017最佳论文奖，担任计算机网络领域IEEE/ACM ToN、ACM ToIT、IEEE Access和人工智能领域IEEE TNNLS等国际知名期刊审稿人。入选“2022年度CCF优秀博士学位论文激励计划”，获得博士研究生国家奖学金、浙江大学华为奖学金、浙江大学光华奖学金等多个国家级和校级奖学金。

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导师序 

摘要 

ABSTRACT 

第1章　绪论 

1.1　研究背景1 

1.2　研究目的与研究内容8 

第2章　相关工作 

2.1　网络测量概述15 

2.2　精度及粒度固定的网络测量技术19 

2.3　静态拓扑的网络测量技术25 

2.4　通信可靠的网络测量技术28 

2.5　本章小结31 

第3章　基于界限值推断的链路测量技术 

3.1　需求与挑战34 

3.1.1　测量精度与测量开销平衡35 

3.1.2　链路性能界限值推断37 

3.2　设计与实现37 

3.2.1　链路性能界限值的定义38 

3.2.2　图论相关概念43 

3.2.3　最紧链路性能界限值推断算法45 

3.2.4　最紧链路性能界限值推断算法分析55 

3.2.5　新监测节点的部署算法59 

3.2.6　新监测节点的部署算法分析68 

3.3　性能评价69 

3.3.1　评价方法70 

3.3.2　链路性能界限紧密性评价72 

3.3.3　新监测节点部署开销评价74 

3.4　本章小结75 

第4章　基于界限值推断的路径测量技术4.1　需求与挑战77 

4.1.1　网络路径监测78 

4.1.2　路径性能界限值推断78 

4.2　设计与实现79 

4.2.1　路径性能界限值的定义80 

4.2.2　最紧路径性能界限值推断算法84 

4.2.3　最紧路径性能界限值推断算法分析95 

4.2.4　新监测节点的部署算法96 

4.2.5　新监测节点的部署算法分析104 

4.3　性能评价106 

4.3.1　评价方法106 

4.3.2　路径性能界限紧密性评价108 

4.3.3　新监测节点部署开销评价110 

4.4　本章小结111 

第5章　基于时变拓扑序列的链路测量技术 

5.1　需求与挑战113 

5.1.1　拓扑动态性114 

5.1.2　预先式监测节点部署116 

5.2　设计与实现117 

5.2.1　时变拓扑刻画模型117 

5.2.2　预先式监测节点部署算法121 

5.2.3　预先式监测节点部署算法分析136 

5.3　性能评价154 

5.3.1　评价方法154 

5.3.2　预先式监测节点部署性能评价158 

5.3.3　监测节点部署算法运行开销162 

5.4　本章小结164 

第6章　基于失效分类建模的链路测量技术 

6.1　需求与挑战166 

6.1.1　网络通信失效167 

6.1.2　网络测量稳健性169 

6.2　设计与实现170 

6.2.1　链路失效类型的定义171 

6.2.2　图论相关概念177 

6.2.3　稳健监测节点部署算法179 

6.2.4　稳健监测节点部署算法分析190 

6.2.5　冗余监测节点识别算法195 

6.2.6　冗余监测节点识别算法分析201 

6.3　性能评价205 

6.3.1　评价方法206 

6.3.2　稳健监测节点部署性能评价207 

6.3.3　链路失效对网络测量的影响213 

6.4　本章小结217 

第7章　总结与展望 

7.1　全书总结及创新点219 

7.2　未来的工作221参考文献223 

攻读博士学位期间的科研成果235 

致谢237 

丛书跋240

本书首先全面分析了网络测量的研究背景和意义，并梳理了该领域的演进历程和研究现状。随后针对网络测量在灵活性、有效性和稳健性等方面日益突出的关键需求，逐一系统性地设计了相应的解决方案，并对其进行了详细的理论分析和性能评测。最后介绍了网络测量领域的未来发展趋势，对建立智能普适的网络测量框架进行展望。