Adaptive Rate Control Based on Loss Probability Estimation Considering a Cascade Based Multifractal Model for the Network Traffic

Abstract

In this paper, we propose an expression for estimating the byte loss probability in a single server link taking into account the multifractal properties of network traffic. Using the proposed loss probability estimation approach, we present an adaptive transmission rate control scheme for network communication servers. The proposed algorithm includes a search algorithm in order to find the rate that attains the required loss probability in a network communication link. Finally, we compare the proposed multifractal based adaptive rate allocation to a monofractal based dynamic allocation scheme present in the literature.

Sistemática para Análise de Séries de Tráfego de Rede Sob o Espectro da Teoria do Caos

“…7 pode-se perceber qual a faixa de valores necessária para seu cálculo, que está associado à inclinação da reta em sua parcela linear [7]. Essa faixa de valores e todos os λ calculados para cada série se encontram organizados na Tabela I. O parâmetro de Hurst foi calculado através do método descrito em [29]. Como mostrado na Tabela I, as séries InterBC89 e InterDEC2 apresentam dependência de longa duração, característica de séries caóticas autossimilares (0, 5 < H < 1).…”

“…A teoria do caos descreve uma variedade de sistemas nãolineares e por isso já foi abordada nas mais diversas áreas como, por exemplo, a meteorologia [20], a química e filosofia [27], o jornalismo [10], a física [33], a matemática [23], a construção de reservatórios [13], a previsão do tempo [19], os ciclos pluviais e a bolsa de valores [21], [22], [3], [1], a topologia [36], e a coleta e processamento de dados [38], [7], [29], [18], [2], [37].…”

Alocação de Taxa de Transmissão Utilizando Predição do Tráfego de Rede Baseada no Expoente de Lyapunov

“…A taxa de alocação C para o tráfego previsto Y n (b) na Seção anterioré encontrada da seguinte maneira [Rosenstein et al 1993], [Rocha and Teles 2013]:…”

“…Por exemplo, ela mostra que para a Figura 5a, o intervalo necessário para o cálculoé aquele de 1 até 2 (ou seja, as primeiras 2 iterações no eixo iterações) para uma frequência de amostragem f s = 1. O parâmetro de Hurst foi calculado através do método descrito em [Rocha and Teles 2013]. Como mostrado na Tabela 1, as séries BCpAug89 e dec-pkt-2 apresentam dependência de longa duração, característica de séries caóticas autossimilares (0, 5 < H < 1).…”

“…A teoria do caos descreve uma variedade de sistemas não-lineares e por isso já foi abordada nas mais diversasáreas como a meteorologia ( [Lorenz 1995]), a química e filosofia ( [Prigogine and Stengers 1984]), o jornalismo ( [Gleick 1987]), física ( [Strogatz 2012]), a matemática ( [Mandelbrot and Hudson 2004]), a construção de reservatórios ( [Hurst 1956]), a previsão do tempo ( [Lorenz 1963]), os ciclos pluviais e a bolsa de valores ( [Mandelbrot 1968], [Mandelbrot 1997], [Alves et al 2018], [Alves 2019]), a topologia ( [Tempelman and Khasawneh 2020]), e a coleta e processamento de dados ( [Trinh and Miki 1999], [Feng et al 2009], [Rocha and Teles 2013], [Liu and Zhang 2016], [Alves et al 2017], [Tian 2020]).…”