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《工學工業(yè)設計畢業(yè)論文 on-off過程模擬突發(fā)業(yè)務在調(diào)度仿真中的應用研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、湖南師范大學本科畢業(yè)論文考籍號：XXXXXXXXX姓名：XXX專業(yè)：工學工業(yè)設計論文題目：ON-OFF過程模擬突發(fā)業(yè)務在調(diào)度仿真中的應用研究指導老師：XXX二〇一一年十二月十日作者：王鵬金德鵬 伊鵬 曾烈光 論文關鍵詞：ON-OFF模型 突發(fā)業(yè)務 輸入排隊 調(diào)度 論文摘要：介紹了一種使用ON-OFF模型完成網(wǎng)絡突發(fā)業(yè)務建模的方法，并且利用該模型完成了突發(fā)業(yè)務在輸入排隊調(diào)度中的仿真，為下一步研究開發(fā)在突發(fā)業(yè)務條件下具有魯棒性的輸入排隊調(diào)度算法打下了基礎?！ ?概述 伴隨著各種寬帶技術(shù)的出現(xiàn),近幾十年發(fā)展起來的
2、新業(yè)務如數(shù)字廣播、數(shù)字電視、IP電話和數(shù)字視頻點播等迅速增長。這使得現(xiàn)代網(wǎng)絡融合了數(shù)據(jù)、語音和圖像等多種業(yè)務,從而需要針對不同業(yè)務、不同需求提供服務質(zhì)量保證。這對傳統(tǒng)的網(wǎng)絡業(yè)務建模理論提出了新的挑戰(zhàn),同時也對于通信網(wǎng)絡的性能分析、資源分配與流量控制等提出了新的要求。 網(wǎng)絡業(yè)務源的分析建模問題在網(wǎng)絡性能分析、控制中尤為重要。合理的假設近似不親能夠反映特定業(yè)務的特點，而且可以極大的簡化分析計算，從而快速準確的得到完了性能。傳統(tǒng)的排隊論理論[1]，一般是假設時間的到達具有獨立同分布和無記憶的特性，那么這個過程就構(gòu)成了
3、Poisson過程。但是在某些場合下，以上兩個假設無法同時成立，尤其是在日益復雜的通信網(wǎng)中，即使可以假設各個事件的到達或吃力滿足相互獨立性，但其間隔分布一般不具備無記憶性[2]。一個典型的例子就是在當前的計算機網(wǎng)絡中，骨干網(wǎng)高速路由器為了提高硬件處理速度對到達的變長數(shù)據(jù)（64byte~64kbyte）包采用了切片（fragment）技術(shù)。數(shù)據(jù)包經(jīng)過切片后成為多個固定長度的信元（cell），這樣對于切片后的業(yè)務流就不能再簡單的假設為Poisson到達過程，并且對于每個cell的處理時間變?yōu)槎ㄩL，所以也不能用負指數(shù)分
4、布來近似。大量測試表明，這樣的信元到達具有極大的突發(fā)性[3]?！ ”疚恼轻槍诵穆酚善鬏斎攵丝诘倪@種突發(fā)型業(yè)務使用馬爾代夫過程調(diào)制的ON-OFF模型對其近似，并且針對輸入排隊調(diào)度系統(tǒng)應用該業(yè)務源進行仿真，從而得出典型調(diào)度算法在突發(fā)業(yè)務下的性能。通過研究表明，典型算法在突發(fā)業(yè)務條件下性能迅速惡化，需要研究新型抗突發(fā)調(diào)度算法來彌補這項空白?！ ?輸入排隊調(diào)度背景 當前網(wǎng)絡高速發(fā)展，寬帶技術(shù)不斷出現(xiàn)，作為網(wǎng)絡核心設備的路由器和交換機通常采用輸入排隊的縱橫開關（Crossbar）這種交換體系結(jié)構(gòu)[4]。如圖1所示，但
5、是在這種交換結(jié)構(gòu)中，對頭（HOL）信元阻塞使系統(tǒng)性能大幅下降[5]，為了克服（HOL）信元阻塞，一般在輸入端采取虛擬輸出排隊（VOQ）的形式，這樣就要求有一個調(diào)度器來控制數(shù)據(jù)包的交換轉(zhuǎn)換。 考慮一個N*N輸入排隊交換結(jié)構(gòu)：每個輸入端口的緩存分為N個VOQ隊列，每個VOQ隊列存儲從輸入端口i到達，目的端口為j的數(shù)據(jù)包。在以下討論中，假定所有的數(shù)據(jù)包定長，t時刻VOQ隊列長度用qn(t)表示。Q(t)=[qn(t)]為N*N維矩陣指示在t時刻VOQ的隊列長度。 在輸入端i(1=i=N),設到達過程Ai(t)是離散
6、時間過程，每個時刻在美國輸入端有0或1個信元到達（對于單播業(yè)務），而每個數(shù)據(jù)包都有一個指向其目的輸出端j(t=j=N)的標識符。定義At,j(t)為輸入i到輸出j的到達過程，其到達率為λt=i，到達過程集合A(t)={Ai(t);t=i=N},若輸入和輸出都在負載范圍內(nèi)（），則A（t）被認為是容許的，否則就是非容許的。顯然輸出端j得離開過程Di(t)也是一個離開率為μi的離散時間過程，在每個時刻有0個或個數(shù)1據(jù)包離開，定義輸入到i輸出的j離開過程Di,j(t)，其i,jμ離開率為。x(t)ij使用表示t時刻輸入端
7、口i與輸出端口j的連接關系。x(t)=1ij當且僅當時，輸入端口i和輸出端口j相連通。不失一q(t)=0ij般性，考慮完全連接關系，即當時允許輸入端口i與輸出端口j連通。因此可以將Crossbar的結(jié)構(gòu)約束描述如下：x(t)∈{0,1}ij，其中i,j=1,2,L,N; 1=i一個可行的連接關系可以看作是圖論中的二分圖的匹配，調(diào)度算法的核心就是在各個時刻根據(jù)VOQ的狀態(tài)決定匹x(t)配，從而置相應的ij。在到達過程Ai(t)的建模中，作者設計并實現(xiàn)了簡單的貝努力分布的業(yè)務和基于馬爾可夫過程調(diào)制的ON-OFF過程
8、的突發(fā)業(yè)務。需要指出的是，對于突發(fā)業(yè)務建模的方法很多，作者使用ON-OFF過程建模實現(xiàn)簡單并且能夠真實地反映核心路由器線路卡輸入數(shù)據(jù)包切片后的到達情況[5]。 當前在輸入排隊調(diào)度算法中最為流行的是NickMckeown于1994年提出的iSLIP算法[5]，該算法以其高性能易于硬件實現(xiàn)成為了輸入排隊調(diào)度算法的里程碑，并且已經(jīng)在Cisco的GSR12000路由器和Stan
