大型M/P/C/C排队系统仿真研究

理论上推测Erlang B 公式对服务时问为任意分布的M/G/C/C系统的呼叫损失概率是有效的但缺乏严格证明.据此,对服务时间呈 Pareto 分布的M/P/C/C排队系统的仿真问题进行了研究,特别是对排队系统中服务装置数目很大的情况进行了研究.采用一种名为红黑树的数据结构较好地解决了超长序列、超大C值所造成的计算时间问题,并采用基于事件驱动的时间调度法进行排队仿真,结果与 Erlang-B 公式相符.表明Erlang B公式对M/P/C/C系统的呼叫损失概率是有效的.为采用仿真方法对自相似流下的网络性能进行深入研究打下了基础.     

基于超爱尔兰分布的自相似网络排队模型研究

现有网络的业务流研究表明,多种通信业务中普遍存在自相似特性,但是如何对自相似业务流进行建模和分析一直是个难解问题。基于超爱尔兰拟合算法,建立了到达为泊松分布,服务时间为超爱尔兰分布的M/HErD/1/K自相似排队模型,推导得到呼叫损失概率、平均排队队长等排队性能的解析解。在实际业务环境下和传统的M/M/1/K排队模型进行了仿真对比,结果表明M/HErD/1/K模型不仅可有效表征业务流的快挂业务特性,而且能仿真出该网络在业务负荷较重时潜在的运营风险,对实际网络运营管理具有重要的指导作用。     

基于排队网络的流水线模拟器任务缓存新分析模型

流水线软件模拟器是嵌入式微处理器软件仿真系统的关键技术,提出对嵌入式微处理器流水线仿真系统的排队网络建模与缓存大小分析方法.对SPARC-V8流水线模拟器建立M/M/1/N型排队网络模型,分析指令到达及服务阻塞机制.为了解决模型计算中的阻塞问题,在排队网络模型中增加"保持节点",得到扩展的等价排队网络模型.采用近似计算迭代算法,得到系统性能评价指标,并建立排队网络节点性能关系曲线,确定各功能模块的任务缓存大小.根据得出的任务缓存计算值设置流水线软件模拟器实际缓存大小,实验表明模型计算数据与实际运行数据基本一致.该评价方法对嵌入式微处理器流水线仿真系统的建模与性能分析具有重要的指导意义.     

一种自相似网络可靠性分析模型

利用ON/OFF模型产生自相似流量,提出了一种基于排队延迟的自相似网络可靠性分析模型。将节点和到达信息流视为G/M/1/B排队模型,利用大偏差理论得到节点平均排队延迟时间,进而得到网络各种工作状态下全网平均排队延迟时间。再利用延迟阀值得到各种工作状态下的网络可靠性,进一步得到全网可靠性。通过模拟计算,得到了给定拓扑结构网络的可靠性与自相似程度、ON/OFF源数量以及节点缓存大小之间的关系。     

基于拓扑简化的自相似网络相关参数分析

本文基于简单串联网络拓扑结构的简化,对拓扑简化后的自相似网络的相关参数(节点缓存、节点排队负载)进行分析.通过分析简化前后的网络的性能(平均排队延迟、平均丢包率),提出简化后网络的节点缓存模型和节点负载模型.模型分析的结果分别说明了简化后的节点缓存大小与简化前节点缓存及负载、网络自相似程度之间的变化关系以及简化后节点负载与简化前节点负载、简化前后节点缓存大小比、网络自相似程度之间的变化关系.     

非强占有限优先权M/M/n/m模型的无线Mesh网络QoS研究

根据无线Mesh网络的多跳性特征,简单的M/M/1排队论模型不足以描述Mesh网络的性能。提出了面向无线Mesh网络的非强占有限优先权M/M/n/m排队论模型,该模型通过区别不同业务的流量,兼顾考虑了不同优先级业务的公平性,以解决高优先级业务长期霸占网络资源而低优先级业务迟迟得不到服务的问题。仿真实验表明,在网络流量较大时,模型中高优先级顾客的平均排队等待时间变化不大,低优先级顾客的平均排队等待时间显著降低,保证了网络服务的公平分配。     

基于FBM的自相似网络平均排队延迟分析

利用分形高斯噪音(Fractional Gaussian Noise(FGN))模型应用快速傅立叶变(Fast Fourier Transfer(FFT))而生成自相似流量,建立了一种基于分形布朗运动的自相似网络平均排队延迟分析模型.采用理论分析和实际测量流量的仿真结果均表明:随着缓存增大,各种自相似程度下的平均排队延迟也在增大;小缓存时,自相似程度低的平均排队延迟大,而大缓存时,自相似程度越高的网络,平均排队延迟越大;负载越大,平均排队延迟越大.     

输入匹配排队系统M/D^r/1’/Q的灵敏度分析

对M/Dr/1’/Q输入匹配排队系统进行了分析和研究,提出了顾客到达是两个独立的泊松过程的一种新的排队规则,即在服务机制为修正的先到先服务且为群体服务台,成批接受定长服务的排队系统中引入快速通道。快速通道是一种减少排队系统等待时间的有效方式。详细分析了单通道和双通道M/Dr/1’/Q两种排队系统的性态。大量的仿真试验表明具有快速通道的双通道M/Dr/1’/Q排队系统在很大程度上提高了系统性能,包括减少平均队长和缩短收敛时间。     

自相似排队系统的蒙特卡罗仿真研究

自相似性是网络通信量的普遍性质并且对网络性能有很大的影响。论文利用蒙特卡罗方法研究了自相似排队系统的性能问题。研究表明长程相关和短程相关对于排队系统性能具有非常不同的影响,尤其是在缓存较大的情况下。同时,还发现通信量中长程相关发生作用的尺度与通信量以及排队系统本身的参数都有关,这对于实际的网络设计具有较强的参考意义。     

自相似网络的时延抖动性能仿真分析

自相似性对网络性能产生了影响是当前的研究热点。建立了一种基于FBM的自相似网络排队时延抖动分析模型,重点讨论了自相似流量作为输入时对排队系统的时延抖动的影响。对理论分形流量和实际测量流量进行了仿真实验,验证了结果的正确性和有效性。实验结果表明：自相似流量长相关强弱的程度对排队系统时延抖动特性具有非常不同的影响,尤其是在缓存较大的情况下。同时,还发现网络流量中长相关发生作用时状态转变与排队系统本身的参数也有关,这是新的发现,对实时业务的网络性能评价具有重要的参考意义。     

基于扩充的GIX/M/1/N排队系统的主动队列管理算法性能评价模型

为了评价主动队列管理(AQM Active Queue Management)算法的性能,通过在标准的排队系统GIX/M/1/N中嵌入主动队列管理(AQM)算法的方法,建立了一个扩充的GIX/M/1/N排队系统。利用该扩充的GIX/M/1/N排队系统和Internet业务流量自相似性的特征,提出了一种评价AQM算法在非响应业务流量下的性能的分析方法,并据此评价了TD,RED,GRED和Adaptive RED等4个经典的AQM算法。为了验证该分析方法的合理性,利用NS2进行了一系列的仿真实验。结果表明,该分析方法所得结果与仿真实验所得结果一致,因此该分析方法能用于评价AQM算法的性能。     

基于自相似通信量的p-坚持CSMA/CD协议仿真

近年来,大量的通信量测量研究表明实际的网络通信量具有自相似或长范围相关特性。为了准确评估军用网络的性能,论文利用叠加多个ON/OFF信源的方法,建立了自相似通信量模型,并对该模型所产生的序列进行检测,验证了其自相似特性;在此基础上,基于自相似通信量,采用离散事件仿真技术对军用网络中的p-坚持CSMA/CD协议建立了排队模型,通过仿真测试了各种负载下p值对冲突次数、平均等待时间、平均队长以及吞吐率等性能指标的影响,仿真结果表明,根据信道负载的轻重,动态调整p的取值可以提高网络的性能。     

基于自相似聚合业务流量的AQM算法性能评价

现有TCP/AQM忽略了非响应业务流量对AQM算法性能的影响,但非响应业务流量约占Internet业务流量的70%～80%.因此,评价非响应业务流量对AQM算法性能的影响具有重要意义.借助于在标准GI/M/1/N排队系统中嵌入AQM算法随机丢包机制的手段,提出了一种利用"扩充的GI/M/1/N排队系统"评价AQM算法在非响应业务流量下的性能的分析方法.最后评价了TD,RED和GRED这3种经典的AQM算法,评价结果与NS-2模拟结果一致,表明该分析方法可能用于评价AQM算法在非响应业务流量下的性能.     

典型AQM算法的性能评价模型

利用GI/M/1/N排队系统和Internet业务流量自相似性的特点建立了一个评价AQM算法在非响应业务流量下性能的分析模型,提出了利用模型的分析计算结果而不是模拟或实验手段评价AQM算法性能的新方法.同模拟或实验手段相比,该方法能更深刻地刻画AQM算法在实际网络环境中的性能.用该模型分析比较3个经典的AQM算法——TD、RED和GRED的性能,所得的结果同其他研究者利用模拟或实验方法所得的结果一致.     

Transient process relaxation time research under the condition of self-similar traffic input in wireless networks

In the article, the results of measuring the traffic in wireless networks are presented. The results provide evidence of the traffic being notably self-similar. The two following models were developed in order to estimate the parameters of a wireless network operating along with the input traffic being self-similar: a model for systems with no restrictions on the quantity of the orders in the system lines and a model for systems with limited buffer volumes. The two types of incoming traffic that each system was simulated for were the Poisson and self-similar traffic.The main objective of the article is to figure out the relaxation time and dependences of the relaxation time and loss probability on different parameters of the simulated systems.     

Weibull分布的自相似流量及其对排队性能影响的仿真分析

深入研究自相似流量,对网络性能的评估优化是至关重要的。通过对Weibull分布的自相似性进行理论分析及仿真,表明自相似性源于信源的属性,并不是单一流量叠加的结果。在NS2下,采用叠加Weibull分布的ON/OFF信源的方法实现了一种自相似流量的生成,并将其应用于GI/GI/1/K/FIFO排队模型网络性能的仿真分析中,补充了现有文献的仿真结论。     

网络随机接入ON-OFF重尾流的准入控制研究

近年来的许多研究表明,随着网络带宽的增大,业务量不断增多,网络中的数据流呈现出自卡相似性,具有很强的长相关特点,这就使得传统的基于短相关的Markov流量分析方法不再适用,该文对渐进自相似流进行了分析,在分析了系统输入固定数据量叠加的ON-OFF重尾间隔流排队模型基础之上,提出了随机接入重尾数据流的准入控制算法,并进行了仿真分析。     

Impact of aggregated, self-similar ON/OFF traffic on delay in stationary queueing models (extended version)

The impact of the now widely acknowledged self-similar property of network traffic on cell-delay in a single server queueing model is investigated. The analytic traffic model, called N-Burst, uses the superposition of N independent cell streams of ON/OFF type with power-tail distributed ON periods. Queueing-delay for such arrival processes is mainly caused by over-saturation periods, which occur when too many sources are in their ON-state. The duration of the over-saturation periods is shown to have a power-tail distribution, whose exponent β is in most scenarios different from the tail exponent of the individual ON-period. Conditions on the model parameters, for which the mean and higher moments of the delay distribution become infinite, are investigated. Since these conditions depend on traffic parameters as well as on network parameters, careful network design can alleviate the performance impact of such self-similar traffic. Finally, a characterization of truncated tails by the so-called power-tail range is developed. Based on the power-tail range of the burst-length distribution, the additional parameter maximum burst size (MBS) is introduced in the N-Burst model. An asymptotic relationship between the moments of the delay distribution and the MBS is derived and is validated by the corresponding numerical results of the analytic N-Burst/M/1 queueing model.     

基于自相似业务的RED算法性能研究

通过计算研究无线局域网中业务流的自相似性和仿真实验,研究无线局域网中基于自相似业务的RED算法的性能。仿真结果表明由于业务流的自相似性的负面影响和无线网络本身特点的影响,RED算法和Drop-Tail算法的性能差别不大。由于Drop-Tail算法简单易行、开销较低,建议在无线接入点采用Drop-Tail算法进行拥塞控制。