分布式探针调度系统的设计与实现

作     者：李刘杰 

作者单位：北京邮电大学 

学位级别：硕士

导师姓名：马严

授予年度：2021年

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 08[工学] 081201[工学-计算机系统结构] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

主      题：网络测量 探针调度 多目标优化问题 NSGA2 AHP 主动测量 

摘      要：随着网络规模的不断扩大,网络性能测量平台需要改进探针的调度方法,以实现对大规模网络性能状况的测量。然而,如果选择所有探针对目标网络执行网络测量,不仅会给网络带来大规模的网络测量流量,而且还会给网络测量平台及探针带来较高的消耗。此外,探针的状态也会对网络测量结果产生很大的影响,特别是探针的负载。当探针的负载超过一定限度后,可能会发生宕机等故障导致网络测量准确度降低。然而,在现有的网络性能测量中,探针调度主要关注的是对目标网络的覆盖范围,很少关注探针的状态信息及探针资源的消耗问题。针对上述问题,本课题提出一个多目标优化模型,该模型将对目标网络的覆盖范围作为约束条件,在满足覆盖范围的条件下,对探针的数量和探针的负载进行优化。基于上述多目标优化模型,本课题设计一个探针调度系统,通过选择部分探针对目标网络执行网络测量,在能够获取目标网络实时服务状态的同时,实现对探针资源消耗的降低和探针的整体负载均衡。该系统包括任务下发、探针调度以及测量结果查询等模块。其中,任务下发模块负责在用户创建任务时,为用户提供可视化的任务下发界面。探针调度模块负责为用户生成探针集。同时,探针调度模块还负责监测探针状态,在探针发生故障时及时更换故障探针,避免测量结果受到影响。测量结果查询模块负责向用户展示网络测量结果,用户可以从中获取告警事件的详细信息,从而及时修复网络中存在的故障。根据最终系统测试的结果显示,在满足对目标网络覆盖范围的条件下,本课题设计的探针调度系统所选择的探针集在探针的数量上比原系统至少要低5%。同时,在探针的负载上比原系统至少要低14%。