可编程网络精细化测量

本书系统阐述了基于可编程网络的精细化网络测量技术，内容编排循序渐进，体系完整。

详细概述网络测量技术的发展历程，继而深入探讨可编程网络技术的演进过程和核心原理；

本书提出两种多点协作式的测量方法，旨在实现网络测量资源的最优配置与利用，并深入研究可编程网络资源的分配策略；

本书适合网络智能管控、可编程网络技术及网络测量领域的研究人员、工程师和学习者阅读，可作为相关领域的重要参考资料。

本书系统阐述了基于可编程网络的精细化网络测量技术。全书共6章，内容编排循序渐进，体系完整。第1章首先概述网络测量技术的发展历程，继而深入探讨可编程网络技术的演进过程和核心原理，最后着重分析可编程网络在网络测量领域中的技术创新与优势。第2章详细介绍固定窗口模型下的3种单点网络流量测量方法，第3章重点阐述滑动窗口模型下的两种测量方法。在此基础上，第4章将视角扩展至网络级别，提出两种多点协作式的测量方法，旨在实现网络测量资源的最优配置与利用。第5章深入研究可编程网络资源的分配策略，分别针对多个测量任务共存场景和单流量测量任务场景提供完整的解决方案。第6章重点探讨可编程网络性能指标测量方法，包括传输时延和丢包率的测量技术，并在此基础上提出一种基于强化学习的端到端快速异常检测及定位方法。

本书适合网络智能管控、可编程网络技术及网络测量领域的研究人员、工程师和学习者阅读，可作为相关领域的重要参考资料。

王雄，电子科技大学，博士、教授，研究方向为可编程网络、网络测量、网络智能管控，讲授课程包括网络算法基础、通信网理论，出版图书《智慧协同网络资源分配及业务管理》。

任婧，电子科技大学，博士、副研究员，研究方向为机器学习、网络架构、网络安全，在IEEE Network、IEEE Wireless Communications等期刊发表论文多篇。出版图书《全光网络中监测迹原理和应用》。

第1章网络测量及可编程网络技术概述1

1.1网络测量技术1

1.1.1网络流量测量1

1.1.2网络传输性能指标测量2

1.2可编程网络技术3

1.2.1技术背景3

1.2.2网络编程语言——P45

1.2.3P4开发及部署7

1.2.4P4信息流7

1.2.5可编程交换机10

1.2.6网络遥测12

1.3可编程网络测量14

参考文献15

第2章单点网络流量测量方法16

2.1基于Sketch的流量测量方法17

2.2大流、小流和极小流分离的流量测量方法18

2.2.1流量特征分析19

2.2.2MixSketch20

2.2.3误差分析23

2.2.4仿真验证26

2.3基于不同位宽计数器的Sketch级联的流量测量方法34

2.3.1DBSketch35

2.3.2仿真验证37

2.4基于机器学习的Sketch数据恢复方法39

2.4.1ML-TMF40

2.4.2单流单层冲突编码器42

2.4.3多流多层冲突编码器45

2.4.4仿真验证48

参考文献53

第3章基于滑动窗口模型的网络流量测量方法56

3.1SlidingSketch57

3.1.1SlidingSketch结构58

3.1.2插入操作58

3.1.3查询操作59

3.2RingSketch59

3.2.1RingSketch结构59

3.2.2空间压缩61

3.2.3插入操作61

3.2.4查询操作63

3.2.5误差分析65

3.2.6RingSketch实现69

3.2.7仿真与分析73

参考文献77

第4章网络级流量测量方法78

4.1流量测量节点分配方法78

4.1.1背景及相关工作78

4.1.2网络级流量测量模型79

4.1.3网络级流量测量节点分配问题83

4.1.4网络级流量测量准确率优化问题87

4.1.5网络级流量测量实验和评估92

4.2服务器节点协作的流量测量方法98

4.2.1背景及相关工作100

4.2.2网络模型与流量测量问题102

4.2.3服务器辅助的流量测量方案103

4.2.4性能评估113

4.3数据中心网络多测量节点协同流量测量方法122

4.3.1背景及相关工作122

4.3.2多层级测量结构123

4.3.3多测量节点协同流量测量方案126

4.3.4仿真与分析135

参考文献144

第5章面向流量测量任务的可编程网络资源分配方法149

5.1基于深度强化学习的流量测量任务存储资源分配方法150

5.1.1流量特征分析及流量测量任务存储资源分配方法151

5.1.2仿真验证163

5.2多个流量测量任务共存场景下的资源分配方法175

5.2.1问题阐述176

5.2.2近似算法设计178

5.2.3性能评估181

参考文献184

第6章可编程网络性能指标测量及异常检测和定位方法187

6.1数据中心网络业务流丢包率测量方法187

6.1.1相关背景189

6.1.2业务流丢包率测量方案的设计思路190

6.1.3业务流丢包率测量方案196

6.1.4仿真及结果分析207

6.2数据中心网络业务流传输时延测量方法215

6.2.1业务流传输时延测量方案的设计思路216

6.2.2业务流传输时延测量方案219

6.2.3仿真及结果分析225

6.3可编程网络快速异常检测和定位方法230

6.3.1基于强化学习的快速异常检测和定位方案232

6.3.2仿真及结果分析244

参考文献252

名词索引255