吉林大学学报(工学版) ›› 2013, Vol. 43 ›› Issue (05): 1395-1400.doi: 10.7964/jdxbgxb201305039

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基于连续时间Markov的网络可生存性建模与量化

伍文1, 孟相如1, 刘芸江1, 火兴林2   

  1. 1. 空军工程大学 信息与导航学院, 西安 710077;
    2. 解放军68321部队, 西安 710600
  • 收稿日期:2012-05-16 出版日期:2013-09-01 发布日期:2013-09-01
  • 通讯作者: 孟相如(1963- ),男,教授,博士生导师.研究方向:宽带网络通信系统.E-mail:xrmeng@126.com E-mail:xrmeng@126.com
  • 作者简介:伍文(1985- ),女,博士研究生.研究方向:网络可生存性.E-mail:w.w.850608@163.com
  • 基金资助:

    国家自然科学基金项目(61003252);空军工程大学信息与导航学院博士生创新基金项目(20110501).

Modeling and quantification of network survivability based on continuous time Markov

WU Wen1, MENG Xiang-ru1, LIU Yun-jiang1, HUO Xing-lin2   

  1. 1. Information and Navigation Institute, Airforce Engineering University, Xi'an 710077, China;
    2. Unit 68321 of PLA, Xi'an 710600, China
  • Received:2012-05-16 Online:2013-09-01 Published:2013-09-01

摘要:

为了从故障恢复角度对网络可生存性进行全面有效的量化和分析,对网络可生存性建模和量化方法进行了研究。在给出Heegaard故障恢复模型及其状态转换过程的基础上,提出了一种改进的基于连续时间马尔可夫(CTMC)的网络故障恢复模型。改进的模型增加了故障状态模型,减少了故障恢复状态数。结合网络性能模型,提出了一种改进的基于CTMC的网络可生存性模型,模拟了网络故障后的生存状态转移过程。以丢包率作为量化指标,给出一种基于CTMC网络可生存性模型的网络可生存性量化方法,并简化可生存性计算过程。仿真结果表明,给出的建模与量化方法能够对网络可生存性进行更加全面、准确的量化。

关键词: 通信技术, IP网络, 连续时间马尔可夫, 可生存性量化, 丢包率

Abstract:

The network survivability modeling and quantification methods were studied for comprehensive and efficient quantification and analysis of the network survivability. The Heegaard's failure and recovery model and its state transformation were introduced. Then an improved network failure and recovery model based on Continuous Time Markov Chain (CTMC) was proposed. The improved model includes the failure state model and reduces the number of failure and recovery states. Combined with network performance models, an improved network survivability model based on CTMC was proposed. The survivable state transformation process after failure was simulated. Taking the packet loss state as the quantification factor, a network survivability quantification method based on improved CTMC network survivability model was given, that simplified the calculation of the survivability. Simulation results show that the proposed modeling and quantification methods can quantify the network survivability more comprehensively and accurately.

Key words: communications technology, IP network, continuous time Markov (CTMC), survivability quantification, packet loss rate

中图分类号: 

  • TN915.01

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