自相似环境中端到端延迟上界

论文对网络队列系统性能定量分析新型数学工具——网络微积分学进行了归纳和总结,利用网络微积分学证明了利用分形漏桶整形器对自相似业务进行整形不会增加网络端到端延迟上界,计算了通用处理器共享下以分形漏桶包络轨迹为到达曲线和以速度等待时间函数为服务曲线的端到端延迟确定性上界。     

基于指数上鞅的统计端到端时延分析

借助有效的端到端时延分析可实现大规模网络的QoS控制,运用统计网络演算理论中最小加代数的卷积运算规则计算端到端时延界日益引起人们的重视.随着网络规模的不断扩大,统计端到端时延界应同时具有良好的可扩展性和一定的紧致性,而目前满足这一要求的理论成果还比较少.通过结合最小加代数的卷积运算规则和Doob不等式,并采用矩母函数(Moment Generating Function,MGF)对到达曲线和服务曲线进行描述,文中给出了一种基于指数上鞅的端到端时延界表达式.该时延界不仅可以线性扩展,而且数值分析结果表明,在相同假设条件下,该时延界比现有的线性时延界具有更好的紧致性.     

分组交换网络语音回放控制及性能分析

语音通信中的回放控制是保证语音平滑性的关键。本文深入研究分组交换网中的语音回放控制及其性能分析问题。在总结语音通信系统的特点和端到端时延的组成及其计算方法的基础上，提出了一个简单可行的语音业务回放控制模型，采用双令牌桶对语音流量进行整形。基于最新的网络演算理论，推导出了给定端到端时延、语音到达曲线和网络服务曲线条件下的语音回放时延、需要分配的速率和缓冲区长度的计算公式。最后通过应用实例分析验证了本文的分析结论。     

基于矩母函数的端到端网络统计时延上界研究

为分析网络中自相似业务的时延性能,运用矩母函数和有效带宽等理论,重新表征网络演算中到达包络和有效服务曲线,提出基于矩母函数形式的时延上界,利用相关理论建立并推导适应于自相似业务的端到端统计时延上界模型。数值分析结果表明,该模型能提高统计复用,对分型布朗运动业务性能评价具有较好的适应性。     

网络控制系统时延分布研究

时延是控制网络性能分析中最重要的一个因素.针对网络控制系统中最常用的拓扑结构和数据特性,基于统计网络演算,得出了系统在不同调度策略下的时延模型.利用该模型计算了控制网络中实时数据的时延分布和统计上界,并与确定性网络演算得出的时延上确界进行了比较,评价了该上确界的悲观程度.     

基于网络演算的网络资源预留方法研究*

研究了IntServ资源预留的实现方法,给出了网络有效带宽的计算方法.深入研究了网络演算在网络资源预留中的应用方法,推导出了基于端到端时延约束的有效带宽和基于缓冲区长度约束的等效容量计算公式,分析了给定到达曲线和服务曲线条件下网络性能的计算方法.通过具体的应用实例,验证了分析结果的正确性和有效性.     

具有自相似到达流的无线Mesh网络流量模型

随着无线Mesh网络应用的日益广泛,无线Mesh网络的服务提供和性能保证逐渐成为研究者和使用者关心的主题,本文根据无线Mesh网络中流量的到达具有自相似特性,基于当前流行的随机网络演算提出具有分形布朗运动的自相似到达流的无线Mesh网络流量模型.利用中心极限定理构造聚合流和单流的随机到达曲线.数值结果表明本文提出的流量模型能反映出无线Mesh网络流量的实际特征.本文结论在基于随机网络演算的高质量、高可靠性的无线Mesh网络服务质量保证研究中具有重要的理论价值,对无线Mesh网络的性能评价具有重要意义.     

自相似网络环境中GPS性能分析

论文对自相似网络环境中通用处理器共享(GeneralizedProcessorSharing,GPS)系统的性能进行分析研究,使用分形漏桶的包络轨迹曲线对进入GPS系统的自相似流整形,给出了利用自相似流量作为输入流的GPS系统的队列长度和时延的上界。数值分析显示,该模型具有较好的性能。     

一种有效的无线Mesh网络流量整形模型

流量整形对QoS(quality of service)控制有着重要的影响.研究并分析发现,无线Mesh网络具有自相似性,其自相似性对网路的QoS性能具有较大的影响.总结并优化了最近几年发展起来的能够深刻透视计算机网络业务流控制问题的网络演算技术,分析发现统计网络演算可以用来计算性能的概率或统计边界问题,适合于无线Mesh网络.运用统计网络演算建立了无线Mesh网络自相似业务流的贪婪分形整形器的数学模型;推导了贪婪分形整形器的统计性能模型.包括整形器的输出特性、队列长度与延迟等性能;数据分析证明贪婪分形整形器对无线Mesh网络自相似业务进行整形不会增加网络端到端延迟和缓冲区容量需求.     

一种自相似流量模型的带宽估计新算法

针对现今网络业务流量的自相似特性,选取具备显著自相似特征的分形布朗运动流(FBM)为自相似流量模型,提出一种基于统计网络演算理论的带宽估计算法。该算法利用统计网络演算建模,根据时延与带宽的关系建立出自相似业务流量模型带宽需求的统计模型。通过仿真验证和数值分析,结果表明该算法比有效带宽算法更为优越,得到的带宽估计结果更紧,可以更好地提高带宽资源利用率。     

接入网MAC层QoS系统的多业务令牌桶流量整形算法

以HFC网络核心设备双向CM(Cable Modem)为研究背景,首先对目前的流量整形算法进行了分析,在HFC网络QoS系统需求的基础之上,提出了一种动态支持多业务整形的令牌桶算法.以美国有线电视实验室的测试用例仿真分析了队列长度对丢包率以及延时的影响.通过性能分析可以看出,该算法满足了多种应用对延时和丢包率的要求,很好地调整了数据的突发速率,有效地进行了流量整形控制.     

胖树的网络演算模型

网络演算近年来已成为网络领域重要的性能分析工具之一,但是,传统的网络演算主要关注网络的QoS性质,通过计算数据流的最大数据积压、最大端到端延迟、服务曲线等来分析网络的性能。在高性能计算系统中,则主要关心网络系统的吞吐率、通信延迟以及网络的饱和参数等,传统的网络演算理论无法有效计算这些参数。将网络演算与排队论结合,定义和推导了网络演算下的通信延迟和吞吐率,构造了一套适合高性能网络分析的网络演算分析方法。基于设计的方法,通过对胖树网络下均匀流量模式的分析,表明本文所设计的方法能够有效分析高性能网络的通信延迟、吞吐率等参数,并能有效捕捉网络的饱和状态,与模拟器的对比结果也表明本文模型能够基本吻合仿真结果。     

LTE-A飞蜂窝网络自相似业务流的端到端时延边界分析

LTE-A是一种4G移动通信标准,可满足移动数据业务对传输带宽的要求。为解决移动通信网络中室内信号质量较差的问题,LTE-A标准采用飞蜂窝技术作为室内无线接入解决方案。针对LTE-A飞蜂窝网络的时延边界问题,运用随机网络演算方法分析业务流的自相似性质和MIMO信道的时变特性,构建了LTE-A飞蜂窝网络中自相似业务流的随机到达与随机服务模型。围绕所构建的到达与服务模型,运用有效带宽理论和chernoff界方法,给出了自相似业务流的端到端时延边界。NS3仿真验证表明,在信道带宽和业务流优先级等指标不同的情形下,所给出的理论端到端时延边界与仿真时延的偏差在2ms以内,较为准确有效,可为确保LTE-A飞蜂窝网络的服务质量提供依据。     

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。     

A Computation Method for Providing Statistical Performance Guarantee to an ATM Switch1

ATM is a connection-oriented technology and messages are divided into fixed size packet called cells to facilitate communications. However, before two hosts can communicate, a connection has to be established between them. Consider a real-time communication application running on top of an ATM network. In order to provide the real-time service, we require the network to provide a performance guarantee for the connection. There are two types of performance guarantees: deterministic and statistical guarantees. While a deterministic guarantee provides an absolute bound on the worst case cell delay experienced in an ATM switch, a statistical guarantee provides a probabilistic bound on the worst case cell delay. In this paper, we use a self-similar stochastic process to characterize the arrival of the real-time traffic. Extending from our previous work on deterministic delay guarantee, we provide methods for determinating the statistical delay bound for the worst case cell delay in an ATM switch with various output port controllers. We conclude this paper with two case studies: one based on ordinary LAN traffic and one on the variable bit-rate MPEG video transmission of the movie Star Wars. To show the effectiveness of our statistical delay guarantee, we compare it with the delay derived by Cruz as well as the actual cell delay determined by the two traffic traces.     

Shaping self-similar traffic at access of optical network

The focus of this paper is shaping of self-similar traffic at the access of an optical node. Due to the lack of optical memories, we suggest a combined exploitation of electronic memories in the edge of the optical network by means of shaping and propose two novel shaping algorithms that dynamically shape the incoming traffic so as to meet Quality of Service (QoS) requirements while keeping with the optical core network constraints. The first algorithm follows a deterministic approach and is based on the service curves theory. It dynamically, on an interval basis, adjusts the shaping parameters to the token bucket described self-similar traffic. The second, alternative shaping algorithm follows a stochastic approach. It blindly shapes the traffic using a jumping observation window.     

基于网络演算的簇树WSN性能上界分析

为保证WSN的服务质量(QoS),需精确求解其性能上界。对进入WSN节点的数据流进行漏桶管制,节点为数据流提供基于速率-延迟模型的服务保障,在已有簇状拓扑WSN性能模型研究基础上,利用确定性网络演算理论推导簇树WSN节点的有效带宽、缓冲区队列长度上界和数据流端到端延迟上界。