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计算机复杂网络系统中竞争特性的研究

孙丽珺  
【摘要】: 随着近二十多年计算机网络、通信技术的飞速发展,在计算机系统、通信系统基础上发展形成的计算机网络系统呈现出日益复杂的特性。因特网以及广域网、城域网、局域网都近似呈现出开放的复杂巨系统的特性,其中尤其以竞争、合作特性为最。为此本文对计算机网络复杂系统中存在的竞争—冲突问题进行了研究。主要包括以下几个方面的工作: 讨论了计算机网络系统表现出来的复杂特性,尤其对系统的竞争特性进行了深入分析。得出以下结论:在复杂的计算机网络系统中,竞争具有普遍性和客观性,而合作具有特殊性和暂时性。要根据客观的需求和竞争的特性改进冲突解决策略,化解冲突,从而实现成员间的有序合作。 针对由用户竞争Internet网络资源引起的网络拥塞,提出了基于多优先级动态缓存管理策略的优化算法—PDT-RED算法和OPDT-RED算法。通过该算法,当大量突发数据竞争缓存引发冲突时,保证了高优先级数据的低丢包率和缓冲区的利用率。实验证明,这两种改进的RED算法不仅简单易于实现,还降低了平均分组丢失率。 基于OPNet网络仿真工具,对多星局域网(Local Area Network,LAN)中存在的竞争—冲突淘汰(Contention-Collision Cancellation,C-CC)存取控制方式进行了仿真建模。通过仿真实验,将仿真结果与已报告的单星LAN的Ⅰ类系统模型数学建模结果进行了比较;对C-CC存取方式Ⅰ类、Ⅲ类、Ⅴ类系统模型进行了性能比较;同时探讨了C-CC存取方式Ⅰ类系统模型在中心节点交换通道大于1条件下的性能。 对重负载下双星LAN的C-CC存取方式Ⅰ类系统模型进行了数学建模研究。关于多星LAN数学建模的研究,较长一个时期人们主要集中在中心节点交换通道为1的单星LAN。截止目前C-CC存取方式的Ⅰ-Ⅵ类系统模型都已进行了数学建模。由于数学方面存在的困难,中心节点交换通道为2的所谓双星LAN的数学建模研究突破很晚。目前只报告了重负载下双星LAN的一种数学建模。该文选择了观察时点有顾客的终端作为观察终端A,求得了顾客在系统中的平均滞留时间。而本文选择了观察时点无顾客的终端作为观察终端A,求得了以嵌入点r时点为起点至A第一次产生的顾客离开系统的平均时间τ_i,由于τ_i能体现观察终端产生顾客的滞留时间,因此能够进一步评价双星LAN的性能。 在完成上述研究工作之后,本文首次对重负载下双星LAN的C-CC存取方式Ⅴ类系统模型进行了数学建模研究。选择了观察时点有顾客的终端作为观察终端A,求得了以嵌入点r时点为起点至A顾客离开系统的平均时间t_i。这一研究是继Ⅰ类双星LAN之后,对双星LAN竞争-冲突淘汰方式的又一创新研究。


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