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基于离散时间休假排队理论的交换虚通道性能指标分析

金顺福  
【摘要】:随着互联网应用的普及,用户对带宽及网络服务质量QoS(Quality of Service)的要求逐步提高。在众多网络控制技术中,IP技术以其灵活、高效的数据交换方式著称,而ATM(Asynchronous Transfer Mode)既可以解决带宽问题,也能够为IP提供很好的QoS,且话音、图像和视频流等多媒体业务也可以应用在ATM上,IP-over-ATM技术应运而生。IP-over-ATM是建立在交换虚通道SVC(Switched Virtual Channel)基础上的,对SVC的性能分析与评价是IP-over-ATM技术研究与发展前提。本文在前人所完成的,基于连续时间排队理论的SVC的性能分析理论的基础上,顺应数字化技术的发展趋势,以离散时间排队理论为基础,依据SVC的运作机制,建立了一套系统的,具有递进关系的,带有启动机制的延迟休假排队模型。通过对排队系统的理论分析,结合数值例子与仿真实验对SVC的性能做了系统的研究。 首先,对前人所完成的,基于连续时间SVC的性能指标分析工作进行了归纳、总结与分析,提炼出了一套较系统的,基于连续时间的SVC性能指标分析的排队模型:带有启动实施/关停延迟的M/G/1排队模型;带有启动实施/关停延迟/关停实施的M/G/1/K排队模型;带有启动实施/关停延迟/关停实施的MAP/G/1/K排队模型;带有启动实施/关停延迟/关停实施的BMAP/G/1/K排队模型。针对每一种模型给出了稳态下SVC建立(释放)比率、SVC有效利用率、SVC的闲置率及信元平均等待时间及丢失率等性能指标解析式。 其次,针对网络中用户触发事务的无后效性,建立了带有启动实施/关停延迟/关停实施的Geom/G/1排队模型,利用嵌入Markov链方法,给出了稳态下到达间隔具有无后效性的信元的平均响应时间、SVC建立(释放)比率、SVC有效利用率、SVC闲置比率等性能指标解析式,通过数值例子和仿真实验,进一步解释了性能指标与超时定时器长度及系统负载大小的关系。 再次,在排队模型的输入过程中引入成批到达机制,建立了带有启动实施/关停延迟/关停实施的Geom~ζ/G/1排队模型,在批量大小服从一般分布的前提下,利用嵌入Markov链方法,给出了排队性能指标。针对信元到达过程的突发性,作为特例,设批量大小ζ服从Pareto(c,α)分布,导出了稳态下到达呈现突发性的信元的平均响应时间、SVC建立(释放)比率、SVC有效利用率、SVC闲置比率等性能指标的解析


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