Разделение канального ресурса во времени
4.1. Обслуживание пуассоновских потоков
Длительность занятия канального ресурса на передачу информации, относящейся к одному соединению, определяется статистическими свойствами источника трафика и используемой дисциплиной распределения свободного ресурса. Существует две модели занятия канального ресурса: статическая и динамическая. В статической модели продолжительность случайного времени занятия ресурса определяется выбранной функцией распределения и не зависит от процесса передачи информации в данном соединении и от степени загрузки рассматриваемого сегмента сети. В динамической модели, напротив, длительность времени занятия канального ресурса увеличивается или уменьшается в зависимости от уровня загрузки сети и определяется используемыми механизмами контроля QoS. Динамический режим может, например, осуществляться введением приоритетов обслуживания для заявок различного типа, когда канальный ресурс предоставляется заявками более высоких приоритетов, а низкоприоритетные заявки ожидают своей очереди. В дальнейшем, более детально мы рассмотрим модели, характеризующие поступление пакетного трафика от различного типа услуг, на уровне доступа [1]. Допустим, что оператор выделяет некоторому коллективному абоненту, для оказания K различных типов услуг (k=1…K), канальный ресурс, с пропускной способностью С [бит/с]. По каждому k-му типу услуги у абонента имеется Nk пользователей. Средняя интенсивность поступления пакетов от пользователя k-й услуги составляет lpk пакетов в секунду. Тогда, средняя суммарная интенсивность поступления пакетов от всех пользователей услуги k может быть представлена формулой (4.1).
Допустим, что каждая услуга, типа k, реализуется посредством передачи пакетов, имеющих битовую длину Lk (включая минимальный межпакетный интервал). Тогда, длительность передачи одного пакета k -го типа примет вид (4.2), а коэффициент загрузки канального ресурса передачей пакетов услуги k -го типа – вид (4.3).
Параметр rk показывает вероятность того, что канал занят передачей пакетов услуги k -го типа, т.е. долю канального ресурса, занимаемую передачей пакетов, относящихся к указанной услуге. Суммарную долю канального ресурса, занятую передачей всех пакетов, выразим как (4.4).
Устойчивая передача всех пакетов без потерь возможна лишь при условии RS £ 1. С учетом улучшения показателей качества обслуживания QoS, пакетам различных услуг присваиваются различные приоритеты передачи. Пакетам услуг, чувствительным к задержкам по времени, присваиваются более высокие приоритеты. Таким образом, рассматриваемая модель предлагает разделение во времени всего канального ресурса между отдельными пользователями. Каждому пакету услуги k -го типа отводится для передачи канальный ресурс, в виде интервала времени tk, причем, интервалы не пересекаются. Из теории вероятностей известно, что при суммировании большого числа независимых потоков заявок с малыми интенсивностями и постоянной суммарной интенсивностью, свойства результирующего потока будут приближаться к пуассоновскому закону. Будем считать, что для рассматриваемого сегмента мультисервисной сети выполняются предположения о возможности использования пуассоновской модели входного потока заявок с интенсивностью поступления и потребностями в канальном ресурсе, зависящими от номера потока. Данное предложение можно считать справедливым в транзитной части сети, где происходит смешивания большого числа потоков заявок.
На рис. 4.1 представлена организация обработки заявок с относительными приоритетами в одноканальной системе с разделением ресурса во времени. Относительность приоритета связана с тем, что никакая заявка более высокого приоритета не может прервать передачу заявки (пакета), уже находящейся на обслуживании в канале. Любая заявка, захватившая канал передачи имеет на это время самый высокий приоритет. Заявки каждого из приоритетов выстраивается в соответствующие очереди O1…Ok…OK. Программа «диспетчер» выбирает заявку из очереди, имеющей на данный момент наивысшей приоритет. Если в систему поступают k приоритетные простейшие потоки (k=1…K) с интенсивностями l1…lK, длительности передачи пакетов каждого потока имеют математические ожидания и вторые начальные моменты , соответственно, то среднее время ожидания пакетов заявок, имеющих приоритеты , определяется соотношением (4.5).
Среднее количество пакетов k-го приоритета, ожидающих в очереди (4.6)
При бесприоритетном обслуживании К потоков с различными математическими ожиданиями и вторыми начальными моментами времени обслуживания, число заявок k-го потока в очереди определяется соотношением (4.7).
где
lk/lS - представляет вероятность заявки k-го типа в суммарном потоке заявок. Суммарное число заявок всех типов qS, находящихся в очереди . И, наконец, если рассматриваются однопоточные системы, с заданным законом распределения времен обслуживания, то справедливо соотношение (4.8).
где
Формула (4.8) называется формулой Хинчина–Поллячека, носит в теории очередей фундаментальный характер и широко используется при расчете систем массового обслуживания с очередями. В таблице 4.1 показаны основные соотношения, определяющие средние значение задержек и очередей для различных систем массового обслуживания. Напомним, что перечисленные результаты получены при условии, что все потоки являются пуассоновскими, в этом случае и результирующий поток также является пуассоновским. Пуассоновская модель обычно относится к потоку первичных заявок, получаемому от многих однородных источников одновременно. Таблица 5.
Популярное: Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ... Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение... Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (773)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |