网络层析成像技术及应用前景展望

络 层 析 成 像 技 术 的研 究 还 在 不 断深 入 中 ，但 它
已经 被 公 认 为 进 行 大 规 模 网络 性 能 评 估 、故 障
诊 断和 网络 拓 扑 推 断 最 有 前 景 的方 法 之 。
３ 国 内 外 研 究 状 况
网络 层 析 成 像 技 术 的主 要 特 点 在 于 ，能 够 通 过 端 到 端 测 量 方 法 来 获 取 网络 内 部 性 能 参 数 ，
个 复 杂 网 络 进 行 有 效 的监 测 与 管 理 ， 是 当前
网 络 技 术 领 域 所 面 临 的 难 题 。 由于 网络 结 构 越 来 越 复 杂 ， 按 照 传 统 网 络 管 理 方 法 对 其 进 行 分 析 费 时 费 力 ； 而 且 大 规 模 网络 还 存 在 着 异 构 和 管 理 权 限 受 限 的情 况 ；更 为 重 要 的 是 随 着 对 网 络 安 全 的 重 视 ， 一 些 传 统 的 网 络 监 测 方 法 越 来 越 受 制 于 网 络 安 全 机 制 。正 是 南于 网络 具 有 分
把 这 种 用 于 描 述 享 路 径 长 度 的 度 量 称 为节 点
对 相 似 度 。在 现 有 拓 扑 估 计 方 法 中 ，常 用 的节 点对 相 似 度 町以 归 纳 为 以下 三 类 ：基 丁 丢包 率 的 相 似 度 、路 径 时延 的协 方差 和 “ 明 治 ”包 ［】 。
建筑 学等领域 。
１９ 年 ， Ｖ ｒｉ提 出 了 “网 络 层 析 成 像 ９６ ａｄ
（ ｔ ｒ ｏ ｇａ ｈ ”这 个 术 语 【 ，这 种 Ｎｅｗｏｋ Ｔ ｍｏ ｒｐ ｙ） 卜
源自文库
这 些 共 享 路 径 长 度 的信 息 构 建 网络 拓 扑 结 构 ，
因 此 选 择 一 种 合 适 的度 量 对 共 享 路 径 的 长 度 进 行 描 述 是 网络 拓 扑 估 计 的 关 键 步 骤 之 一 。通 常
１ 研 究 背 景
随着 人 类 社 会 的发 展 ， 对 网络 互 联 互 通 的
需求迅速 增加 ， 络 的规模也不 断膨胀与扩 大 ， 网 各 种 基 网 络 的服 务 和 应 用 层 出不 穷 。 如 何 对
一
技 术 把 医 学 层 析 成 像 、地 震 层 析 成 像 等 领 域 成 熟 的 理 论 和 方 法 应 用 于 通 信 网 络 领 域 ，通 过 在
作 者 简 介 ： 费 高 雷 （ ９ ２ ） ， 男 ， 博 士 ， 研 究 方 向为 网 络 行 为 学 与 网 络 安 全 。 １８ ．
・５１ ・
电信 技 术 研 究
总第 ３ ４期 ７ Ｒ Ｓ Ａ Ｈ ＯＮ Ｔ Ｌ Ｃｏ ＭｕＮ Ｃ Ｉ Ｎ Ｔ Ｃ Ｅ Ｅ ＲＣ Ｅ Ｅ Ｍ Ｉ ＡＴ ｏ Ｅ ＨＮ ＯＧＹ ＯＬ ２１ ０ 第 ４期 ２年
网络 边 缘 节 点之 间 主 动 发 送 探 测 包 或 被 动 收集 端 到 端 信 息 ，然 后 借 助 统 计 学 的 方 法 推 断 链 路
丢 包 率 ］ 链 路 时 延 ［８、链 路 带 宽 ［ １ 、 网 、 ６］ － ９０ －］ 络 拓 扑 结 构 等 内 部 性 能 参 数 ，对 网络 中 的 ¨ 故 障链 路 进 行 诊 断 和 定 位 。虽 然 人 们 对 网
层析 成像技 术应运而 牛 。
了传 统 方 法 的 不 足 ， 具 有 灵 活 性 与 易用 性 。这 项 技 术 被 提 出 以来 ，广 受 国 内外 研 究 者 关 注 ， 逐 步 形 成 了 一 套 完 整 的 理 论 和 方 法 。 日前 ，对 网 络 层 析 成 像 技 术 的研 究 主 要 集 中在 三 个 方 面 ： 网 络 拓 扑 估 计 、 网络 链 路 丢 包 估 计 和 网络 链 路 时 延 估 计 三 方 面 ，也 有 一 些研 究 关 注 网络 链 路 带 宽 等 其 他 参 数 的 估 计 问题 。
而 无 需 网络 内部 节 点 的 协 作 ， 因此 极 大 地 克 服
散 性 、异 构 性 以及 营 运 商 的特 殊 性 这 些 特 点 ，
导 致 了通 过 当 前 的监 测 方 法 无 法 获 得 网 内的 拓
扑 结 构 、 故 障 链 路 状 态 等 重 要 参 数 ， 因此 网 络
热 点聚焦 ：网络层析成像技 术及 应用 前景展望
网 络 层 析 成 像 技 术 及 应 用 前 景 展 望
费高雷 贾 剑 胡光 岷２
（ 电 子 科 技 大 学 通 信 学 院 ， 四川 成 都 ６ ７ １ １ ３； １ 电 子科 技 大 学宽 带 光 纤传 输 与通 信 网技 术 教 育 部 重 点 实 验 室 ， 四川 成 都 ６ ７ １） １ ３ １
现 人 体 器 官 的 三 维 成 像 。 经 过 几 十 年 的发 展 ，
层 析 成 像 已经 形 成 了一 整 套 成 熟 的 理 论 和 方 法 ，
并 被 广 泛 地 应 用 于 医 学 、地 质 勘 探 、 天 文 学 、
３１网络 拓 扑估 计 ．
网络 拓 扑 估 计 根 据 端 到 端 测 量 获 得 从源 节 点 到 所 有 目的 节 点 对 共 享 路 径 长 度 ，然 后 根据
的 时延差 增 量 。
得 节 点 对 相 似 度 测 量 值 的条 件 下 ，还 需 要 设 计 有 效 的 估 计 方 法 才 能 获 得 准 确 的 网络 拓 扑 结 构 。 根 据 拓 扑 构 建 策 略 的不 同 ，现 有 的拓 扑 估 计 ｌ 方
２ 网 络 层 析 成 像 的起 源
层 析 成 像 （ ｏ ｇａ ｈ Ｔ ｍｏ ｒｐ ｙ）技 术 的 基 本 原 理 足 通 过 在 物 体 外 部 的探 测 来 获 取 被 探 测 物 体 内
部 的 一 些 信 息 ， 初 用 医 学 透 视 诊 断 ， 如 ： 最 例
利 用 人 体 各 部 位 组 织 对 Ｘ 射 线 吸 收 的不 同 ，实