báo cáo cơ sở truyền số liệu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC CƠ SỞ TRUYỀN SỐ LIỆU ĐỀ TÀI MÔ PHỎNG VÀ TÍNH TOÁN CÁC THAM SỐ TRONG MẠNG HÀNG ĐỢI MM1 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN THẦY NGUYỄN TÀI HƯNG NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN 1 LÝ THUYẾT XẾP HÀNG Lý thuyết xếp hàng có thể được sử dụng theo các cách như hàng đợi dành cho các yêu cầu đến một bộ phục vụ (quầy thu tiền siêu thị, phòng bán vé, ngân hàng, phòng khám bệnh ), có thể là hàng đợi của các thông tin cần được xử lý và chuyển tiế.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC : CƠ SỞ TRUYỀN SỐ LIỆU ĐỀ TÀI : MƠ PHỎNG VÀ TÍNH TỐN CÁC THAM SỐ TRONG MẠNG HÀNG ĐỢI M/M/1/ GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : THẦY NGUYỄN TÀI HƯNG NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN : LÝ THUYẾT XẾP HÀNG Lý thuyết xếp hàng sử dụng theo cách như: hàng đợi dành cho yêu cầu đến phục vụ (quầy thu tiền siêu thị, phòng bán vé, ngân hàng, phịng khám bệnh…), hàng đợi thông tin cần xử lý chuyển tiếp Các hệ thống hàng đợi có đặc trưng sau:  Hàm mật độ xác suất thời gian yu cầu đến  Hàm mật độ xác suất thời gian phục vụ  Quá trình phục vụ nhiều yu cầu  Qui tắc hàng đợi  Dung lượng vùng đệm, khả đợi, khoảng trống vùng đệm Hàm mật độ xác suất phần tử tham gia vào hàng đợi – mô tả khoảng thời gian lần nhận Với số lượng lấy mẫu nhiều, thời gian nhận thống kê (nhóm lại) thành hàm mật độ phân bố xác suất đặc trưng cho trình nhận Qui tắc hàng đợi hàng đợi cho nhiều loại yu cầu đến , nhiều phục vụ, có phục vụ rỗi thi yu cầu đầu tin hàng đợi phục vụ Hoặc nhiều hàng đợi, hàng đợi có phục vụ riêng Qui tắc hàng đợi cịn mô tả theo cách mà yu cầu lấy từ hàng đợi ví dụ đến trước phục vụ trước Trong bi tập lớn ta tập trung vào hệ thống có vùng đệm giả sử vô hạn với qui tắc vào trước phục vụ trước FCFS Kí hiệu A/B/m sử dụng tài liệu lý thuyết xếp hàng đợi Kendall với A: Hàm mật độ xác suất phần tử tham gia vào hàng đợi, B: hàm mật độ xác suất thời gian phục vụ m số phục vụ sử dụng Các hàm mật độ xác suất A B chọn dạng sau:  M: Markov (hàm mũ)  D:Quyết định (mọi yu cầu có giá trị số dùng cho hàm mật độ xác suất xung)  G: Tổng quát (hàm mật độ xác suất tùy ý)  Ek: Phân bố Erlang Ta tập trung vào dạng M/M/1/ , hàng đợi có q trình phục vụ ta cần tìm hiểu phân tích toán học cho hệ thống hàng đợi để thấy giới hạn hạn chế hiệu suất thực tế hệ thống Quá trình đến Với trình đến, giả thiết sau chấp nhận:  Q trình đến q trình khơng nhớ, tức kiện đến độc lập phân bố với kiện đến khác  Quá trình đến trình phân bố dừng, tức xác suất kiện đến khoảng thời gian nhỏ phụ thuộc vào độ rộng khoảng thời gian mà không phụ thuộc vào thời điểm xuất Hình Mơ hình hàng đợi phục vụ trình vào Ta xét tốc độ đến trung bình  Thời gian trung bình lần chuyển t khả có lần chuyển thời gian t t Như vậy, ta xem t xác suất chuyển đổi thời gian t (1 - t) xác suất khơng có chuyển đổi thời gian Quá trình phục vụ Cơ chế phục vụ mô tả phân bố thời gian phục vụ mà việc xác định số lần phục vụ (khả phục vụ) phải thực để điều khiển lưu lượng Thời gian phục vụ số thay đổi hoàn toàn ngẫu nhiên Và ngẫu nhiên thời gian phục vụ thời gian nhận có phân bố poisson với hàm mật độ xác suất yu cầu phục vụ khoàng thời gian t là: với tốc độ phục vụ  khách/s Trong bi tập lớn , chng em sử dụng qui tắc phục vụ : vào trước trước FIFO Hàng đợi người phục vụ đơn giản Hàng đợi người phục vụ đơn giản gọi hệ thống M/M/1 mà tổng thời gian đợi thời gian đợi cộng với thời gian phục vụ 4.1 cc tham số Gọi (t) tổng thời gian đợi, (t) tổng số khách hàng đến khoảng thời gian t ((t) = t) độ trì hỗn trung bình Chiều dài hàng đợi trung bình Tốc độ đến trung bình: vậy: N kỳ vọng để hàng đợi trạng thái m với xác suất Pm (tức hàng đợi có m khách với xác suất Pm) Hiệu suất hệ thống hàng đợi thể thông qua hệ số sử dụng đó, nhu cầu phục vụ tốc độ đến nhân với thời gian phục vụ trung bình Đây đại lượng đo mức độ lưu lượng tính theo đơn vị  < để tránh tượng tải tỷ số / 4.2 Hàng đợi tốt với người phục vụ Giả sử trình Poisson thời gian phục vụ phân bố theo hàm mũ với tốc độ phục vụ đến không phụ thuộc vào trạng thái hệ thống Giả thiết thêm khoảng trống hàng đợi vô hạn khách hàng phục vụ FIFO Điều kiện cân dùng để đảm bảo việc chuyển trạng thái vào cần thiết phải có vận tốc Do ta có: … Như ,mà nên ta có: đó: Cuối cùng: 4.3 Chiều dài hàng đợi thời gian đợi Chiều dài hàng đợi trung bình: mặt khác: nên Độ trễ trung bình thời gian đợi trung bình T tính theo cơng thức: PHẦN : TÍNH TỐN SỐ LIỆU TRÊN LÝ THUYẾT Trong sơ đồ mạng có Router ( Ri, i=1->7) Có luồng liệu S1, S2, S3 truyền với số lượng gói phát luồng tuân theo phân bố Poisson, đích nhận liệu D1, D2 Giả thiết định tuyến: S1 -> R1 -> R2 -> R3 ->R4-> D1 S1 -> R1 -> R5 -> R6 -> R7 -> D2 S2 -> R1 -> R2 -> R3 -> R4-> D1 S3 -> R1 -> R2 -> R5 -> R6->R7->D2 Ba nguồn liệu Si phát gói với tốc độ tuân theo phân bố Poisson , Si = 100Mbit/s với tham số lamda =100 (packets/s) trạm phục vụ gói với tốc độ cố định tải ᵨ=0.8 Trễ truyền lan link 10ms + Tốc độ phục vụ server tuân theo phân bố Poison với tham số => = 125 + Số yêu cầu trung bình hệ thống : N N = = 0.8/(1-0.8) = + Số yêu cầu trung bình hàng đợi : N q Nq = = 0.8^2 /(1-0.8) = 3.2 + Thời gian trung bình yêu cầu phải đợi hàng đợi : T q Tq = Nq = 1/100 3.2= 0,032 ( s ) + Thời gian trung bình yêu cầu hệ thống T T = N = 1/100 = 0,04 ( s ) Lý thuyết N Nq 3.2 T(s) 0,032 Tq ( s ) 0,04 Mô 2s Mô 200s ... theo cơng thức: PHẦN : TÍNH TỐN SỐ LIỆU TRÊN LÝ THUYẾT Trong sơ đồ mạng có Router ( Ri, i=1->7) Có luồng liệu S1, S2, S3 truyền với số lượng gói phát luồng tuân theo phân bố Poisson, đích nhận liệu. .. gian Quá trình phục vụ Cơ chế phục vụ mô tả phân bố thời gian phục vụ mà việc xác định số lần phục vụ (khả phục vụ) phải thực để điều khiển lưu lượng Thời gian phục vụ số thay đổi hồn tồn ngẫu... R6->R7->D2 Ba nguồn liệu Si phát gói với tốc độ tuân theo phân bố Poisson , Si = 100Mbit/s với tham số lamda =100 (packets/s) trạm phục vụ gói với tốc độ cố định tải ᵨ=0.8 Trễ truyền lan link 10ms