nghiên cứu lý thuyết xếp hàng và ứng dụng cho chuyển mạch gói trong thông tin

LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay cùng với các lĩnh vực công nghệ khác, hệ thống viễn thông cũng đóng một vai trò rất quan trọng trong sự phát triển kinh tế của mọi quốc gia trên thế giới. Đi đôi với sự phát triển của xã hội nhu cầu trao đổi nhu cầu sử dụng và truyền số liệu của con người cũng không ngừng tăng lên. Khi số lượng khách hàng tham gia vào mạng thông tin ngày càng lớn còn tài nguyên của mạng thông tin thì có hạn, khi đó dẫn đến hiện tượng tắc nghẽn mạng thông tin. Do đó việc tránh tắc nghẽn trong mạng thông tin nói chung và đặc biệt là ở hệ thống chuyển mạch nói riêng là một vấn đề quan trọng cần được giải quyết nhằm đảm bảo chất lượng cũng như hiệu quả của hệ thống thông tin Vì vậy đòi hỏi các nhà thiết kế mạng phải lập ra các chương trình để giải quyết những yếu tố gây ra hiện tượng nghẽn trong hệ thống chuyển mạch như: thuật toán tính chiều dài hàng đợi trung bình, tính xác suất hệ thống ở trạng thái rỗi, xác suất hệ thống ở trạng thái đang hoạt động, xác suất khách hàng có khả năng được phục vụ cũng như không được phục vụ trong một chu kỳ phục vụ, cách phục vụ đối với khách hàng….Với mong muốn tìm hiểu về vấn đề này em lựa chọn đề tài “Nghiên cứu lý thuyết xếp hàng và ứng dụng cho chuyển mạch gói trong thông tin” Do Ts.Phạm Văn Phước hướng dẫn Bố cục đề tài của em gồm có 3 chương: Chương 1: Tổng quan về lý thuyết xếp hàng Chương 2: Mô hình toán phân tích hệ thống thông tin theo lý thuyết xếp hàng Chương 3:Ứng dụng lý thuyết xếp hàng trong chuyển mạch gói cho thông tin Trong chương 2 đã trình bày phương pháp tính xác suất trạng thái hệ thống rỗi và hệ thống bận với mô hình đơn hàng đơn trạm, đa hàng đơn trạm. Mô hình đơn hàng đơn trạm là sự đơn giản hóa của mô hình đa hàng đơn trạm. Với phương pháp tính toán dựa vào hàm sinh xác suất, ta tính được xác suất hệ thống bận và rỗi cùng với một biên sai số nhất định. Do điều kiện thời gian và sự hiểu biết có hạn nên đề tài của em không tránh khỏi sai sót. Em kính mong nhận được sự chỉ bảo của các thầy cô, sự góp ý nhiệt tình của các bạn học. 1 Chương I TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT XẾP HÀNG 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG Lý thuyết xếp hàng là một trong các công cụ toán học mạnh cho việc phân tích ước lượng trong các hệ thống viễn thông và các mạng máy tính. Lý thuyết xếp hàng thông thường được áp dụng cho các hệ thống lý tưởng để đưa ra kết quả gần đúng cho một mô hình thực tế. Tính chất chung của các giải pháp ứng dụng lý thuyết này là làm rõ hơn các đặc trưng lưu lượng, để cung cấp dự báo những ranh giới lớn hơn trên những kết quả nghiên cứu nhất định và chứng có thể rất hữu ích trong việc kiểm tra tính chính xác và hợp lý của thuyết xác suất để nghiên cứu quá trình liên quan đến xếp hàng và cung cấp các phương pháp phân tích hoặc dạng thức đóng(close form) trong vài lĩnh vực nhất định. Lý thuyết xếp hàng khởi phát một cách tự nhiên trong việc nghiên cứu các mạng chuyển mạch kênh và mạch gói. Trong mạng chuyển mạch kênh cuộc gọi sẽ đến một phương tiện chuyển mạch theo một kiểu ngẫu nhiên, mỗi cuộc gọi sẽ giữ một kênh trong một thời gian ngẫu nhiên nào đó và quá trình xếp hàng được phục vụ của các cuộc gọi ứng dụng lý thuyết xếp hàng. Trong mạng chuyển mạch gói, các bản tin có độ dài biến đổi được chuyển qua mạng, ở đó các phương tiện truyền dẫn(các chuyển mạch và kết nối) được chia sẻ bởi các gói. Thời gian sử dụng trong bộ đệm là một trong những tiêu chuẩn hoạt động của mạng. Dĩ nhiên thời gian này phụ thuộc thời gian xử lý, độ dài bản tin hoặc một người sử dụng một phương tiện phục vụ(nút và tuyến liên kết) và bị buộc phải đợi khi phương tiện này bận. Vì vậy, xếp hàng là một giải pháp không thể thiếu trong các kỹ thuật chuyển mạch lưu đệm và chuyển tiếp. Trong ứng dụng tương tác và thời gian thực, thường thì thời gian trả lời trung bình được xem như một tiêu chuẩn thực hiện qua trọng, trong khi ở các ứng dụng khác, thông lượng hệ thống là tiêu chuẩn thực hiện cơ bản. Các mô hình phân tích dựa trên phân tích xếp hàng được sử dụng để dự kiến sự thực hiện của nhiều vấn đề thực tế. Cho dù lý thuyết xếp hàng phức tạp về mặt toán học thì việc phân tích hoạt động của một hệ thống mạng sử dụng mô hình xếp hàng có thể dơn giản đi rất nhiều. Để có thể áp dụng vào thực tiễn, chúng ta cần những kiến thức về khái niệm thống kê cơ bản và biết về việc ứng dụng lý thuyết xếp hàng. 2 1.2. ĐỊNH NGHĨA VÀ CÁC KHÁI NIỆM TRONG LÝ THUYẾT XẾP HÀNG 1.2.1 Định nghĩa Lý thuyết xếp hàng là 1 phần của lý thuyết xác suất thống kê, nó được định nghĩa là 1 bộ các quy tắc và luật (discipline) đề cập đến việc tắc nghẽn và phương pháp giải quyết tắc nghẽn như: dự đoán độ trễ, trễ bé nhất, độ dài hàng đợi và số server cần thiết trong 1 hệ thống thông tin. Lý thuyết hàng đợi có rất nhiều ứng dụng từ việc nghiên cứu lưu lượng xe cộ trên đường phố, phương thức phục vụ khách hàng (tại các siêu thị, bệnh viện, nhà băng, ) cho đến các hệ thống thông tin. ở đây chỉ tập trung nêu lên các ứng dụng của lý thuyết hàng đợi trong các hệ thống thông tin nói chung và trong các chuyển mạch gói nói riêng. Bảng sau đây nêu lên mối quan hệ giữa một số mô hình liên quan với nhau: Mô hình Định nghĩa Xác suất Là luật nghiên cứu các sự kiện mà đầu ra của chúng không xác định Hàng đợi Là luật nghiên cứu tắc nghẽn và trễ khi các yêu cầu phục vụ đến hệ thống một cách ngẫu nhiên Teletraffic Là lý thuyết nghiên cứu các hàng đợi trong môi trường thông tin thoại và dữ liệu Thống kê Là luật nghiên cứu việc tập hợp dữ liệu trong các môi trường xác suất bất kỳ Viễn thông, truyền thông số liệu, các hệ thống máy tính là các ví dụ trong đó các nguồn tài nguyên của chúng là thiết bị, đường truyền, thường bé hơn số thực thể yêu cầu sử dụng chúng, điều này có nghĩa là 1 số user sẽ phải đợi cho đến khi các user khác giải phóng tài nguyên họ đang chiếm hoặc có thể bị từ chối phục vụ. Phân tích hàng đợi đã trở thành cơ sở cho việc thiết kế và quản lý hệ thống như trên. Sau đây liệt kê tóm tắt một số ví dụ thông tin viễn thông và thông tin số liệu ứng dụng lý thuyết xếp hàng trong hoạt động của chúng: • Trễ trong các mạng Ethernet (LAN) • Thời gian lỗi trung bình của các card giao tiếp thuê bao của các PBX • Các bộ đệm gói tại các PAD • Hiệu suất của một máy chủ quản lý các printer trong 1 mạng LAN 3 • Các đường trung kế T1/E1 nối giữa các tổng đài PBX • Xác suất tắc nghẽn cuộc gọi của một tổng đài PBX • Các cuộc gọi chờ trong các tổng đài PBX với LCR (Least Cost Routing) • Chất lượng các hệ thống thoại được gói hoá 1.2.2Các khái niệm và ký hiệu cơ bản về hàng đợi Xem xét việc thiết kế một nhóm các đường trung kế giữa 2 tổng đài điện thoại. Mỗi tổng đài có thể có hàng nghìn thuê bao. Tất nhiên người ta sẽ không dùng hàng nghìn đường trung kế để nối 2 tổng đài này với nhau. Mà thực tế người ta làm như sau: trung bình chỉ có khoảng 5% khách hàng yêu cầu được phục vụ cùng 1 lúc, trong đó lại chỉ có khoảng 50% khách hàng cần kết nối với các thuê bao ở tổng đài bên kia và ngược lại. Ví dụ, nếu mỗi tổng đài có 5000 đường thuê bao, thì chỉ có 125 (5000 x 5% x 50%) thuê bao sử dụng các đường trung kế nối 2 tổng đài theo mỗi hướng có nghĩa là trung bình có tổng cộng 250 thuê bao sử dụng đường trung kế cùng lúc, do đó người thiết kế chỉ cần thiết kế hệ thống đảm bảo được yêu cầu trung bình này. Gọi số đường trung kế cần thiết này là E. Tại một thời điểm bất kỳ khi mà số thuê bao cùng nhấc máy gọi lớn hơn giá trị E này thì số lượng thuê bao lớn hơn đó sẽ phải đợi. Vì hệ thống chỉ được thiết kế để phục vụ E thuê bao tại mỗi thời điểm. Tương tự như vậy cũng có một số thời điểm mà số yêu cầu kết nối cuộc gọi đồng thời bé hơn giá trị E. Và điều không may là giá trị dư ra này lại không thể để dành để phục vụ số khách hàng dôi ra khi số yêu cầu kết nối lớn hơn E. Số lượng khách hàng dôi ra cũng như khả năng hệ thông dôi ra ở trên gọi là giá trị biến thiên V. Bằng trực giác có thể thấy nếu lượng biến thiên số yêu cầu đến càng lớn thì trễ sẽ càng lớn. Ví dụ nếu giá trị trung bình E là 20, và giá trị biến thiên là 2, thì tại một số thưòi điểm lượng yêu cầu đến là 18, tại một số thời điểm khác lại là 22. ở đây lượng quá tải là khá bé nên trễ chờ được phục vụ cũng bé. Tuy nhiên nếu giá trị biến thiên tăng lên 10, thì lượng yêu cầu phải chờ tại một số thời điểm là 10, điều này sẽ gây ra một trễ khá lớn. Biến thiên của các yêu cầu đến một hệ thống thông tin được điều khiển bởi một luật được gọi là “ Phân bố thời điểm đến” Ngoài việc phụ thuộc vào phân bố thời điểm đến của các yêu cầu, trễ thông tin còn phụ thuộc vào hàm thời gian phục vụ của hệ thống. Tức phụ thuộc vào thời gian phục vụ một yêu cầu là bao lâu, tuy nhiên thời gian phục vụ này là không giống nhau đối với mọi yêu cầu. Sự phụ thuộc này được điều khiển bởi một luật gọi là “ 4 Phân bố thời gian phục vụ” a.Các thành phần của 1 hệ thống hàng đợi • Môi trường hàng đợi là 1 hệ thống mà trong đó có tắc nghẽn xảy ra vì lượng tài nguyên ít hơn số yêu cầu phục vụ đồng thời. • Mô hình hàng đợi là 1 tóm tắt về toán học của 1 tình huống thực tế nào đó với mục đích là cung cấp phương tiện biểu diển để định lượng hiệu suất của các luồng thông tin ( Telephone call, Data packets, LAN token, ) khi đi qua các bộ đệm. Khi xem xét một hệ thống hàng đợi nói riêng mà một hệ thống tắc nghẽn nói chung người ta quan tâm đến 7 tham số sau: • Tổ hợp các loại yêu cầu khác nhau đến , nếu có nhiều hơn 1 loại yêu cầu đến hệ thống hàng đợi. Ví dụ, tại một cửa hàng thì các khách hàng nữ tạo thành 1 loại và khách hàng nam tạo thành 1 loại. Vì thời gian phục vụ của mỗi loại yêu cầu có thể khác nhau • Phân bố thời điểm đến của từng loại yêu cầu • Độ lớn luồng lưu lượng đến của từng loại yêu cầu • Phân bố thời gian phục vụ của các hệ thống hàng đợi. Trong nhiều hệ thống thông tin, điều này tương đương với phân bố chiều dài cuộc gọi • Phương pháp quản lý hàng đợi: FIFO, Random Order, Priorities, • Chiều dài tối đa của hàng đợi (liên quan đến dung lượng bộ đệm) • Phản ứng của các yêu cầu bị trễ (gọi lại, huỷ yêu cầu, ) b. Các mô hình hàng đợi: ký hiệu kendall Ký hiệu tổng quát cho một hệ thống hàng đợi : A/s/C/B/R/SD • A: Mô tả tiến trình đến, thường quan tâm đến khoảng thời gian giữa hai lần đến liên tiếp • S: Mô tả tiến trình phục vụ , thường quan tâm đến khoảng thời gian cần thiết để phục vụ mỗi sự đến . Cũng có thể tuân theo một số luật như đối với tiến trình đến • c: Số lượng server • B: Kích thước bộ đệm .Đôi khi ký hiệu này bao gồm cả sự kiện đang được phục vụ • R: Số nguồn phát ra sự kiện . Nếu các nguồn là tiến trình Markov thì tổng hợp của chúng cũng là một tiến trình Markov với: λ = Σ λ i 5 • SD:Quy tắc phục vụ Để dễ dàng phân tích người ta coi dung lượng hệ thống và quy mô mật độ là vô hạn, còn quy tắc phục vụ theo kiểu First come first server. Ví dụ một số mô hình hàng đợi:  M/M/c - Tiến trình đến và tiến trình phục vụ có thuộc tính Markov.Thời gian giữa hai lần đến và thời gian phục vụ tuân theo phân bố mũ - Hệ thống có một server , dung lượng đệm là vô hạn  M/G/1 - Tiến trình đến Markov , tham số λ - Tiến trình phục vụ là bất kỳ - Chiều dài hàng đợi không giới hạn Mô hình hàng đợi nghiên cứu trong luận văn là mô hình M/G/1  M/D/1 - Tiến trình đến Markov, tham số λ - Tiến trình phục vụ là bất biến , tức σ 2 y =0 b. Một số kiểu phân bố thường gặp trong nhiều hệ thống viễn thông • Kiểu “không nhớ” và có tên mã là M (cũng được gọi là kiểu phân bố theo hàm mũ): phân bố này có nghĩa là xác suất mà một yêu cầu đến và đã đợi được T phút phải đợi thêm Z phút nửa cũng bằng xác suất mà 1 yêu cầu khác vừa mới đến cũng phải đợi Z phút (có nghĩa nó không nhớ rằng có 1 yêu cầu đã đợi được T phút rồi). Điển hình của kiểu này là lưu lượng Internet (các gói đến 1 Router) • Phân bố kiểu Erlange tầng r , tên mã là E[r]: giống quy luật các cuộc gói đến tổng đài PSTN hàm xác suất Erlange • Phân bố kiểu Hyperexponential tầng r, tên mã là H[r] • Kiểu phân bố xác định, tên mã D ( quy luật đến đã biết trước) • Một phân bố chung thường được gọi là G c. Một số mô hình hàng đợi điển hình liên quan đến các hệ thống viễn thông • Hệ thống hàng đợi 1 server với phân bố thời gian đến ngẫu nhiên (memoryless), phân bố thời gian phục vụ ngẫu nhiên. Ví dụ, các hệ thống Communication Servers như: hệ thông hộp thư thoại (Voice Mail Server) trong các tổng đài PBX, hay một hệ thống thư điện tử trong các mạng LAN. 6 • Hệ thống giống trường hợp trên nhưng có c server. Ví dụ, nhóm gồm c đường trung kế Tie line nối giữa các PBX hoặc các cổng quay số trong các hệ thống modem truy nhập từ xa của các nhà cung cấp dịch vụ Internet. • Hệ thống hàng đợi có một server với phân bố thời gian đến của các yêu cầu là ngẫu nhiên, phân bố thời gian phục vụ cố định. Ví dụ, dịch vụ các cổng ra trong 1 thiết bị chuyển mạch gói (Routers, Switches) d. Các phương pháp phân tích 1 hệ thống hàng đợi Khi phân tích 1 hệ thống hàng đợi thì tuỳ thuộc vào kiểu phân bố thời gian đến của các yêu cầu và phân bố thời gian phục vụ là xác định trước hay ngẫu nhiên mà có phương pháp phân tích cụ thể. Tuy nhiên các hệ thống thực tế được phân tích dựa vào 2 trường hợp gần đúng sau đây:  Phần lớn các yêu cầu đến theo 1 quy luật có thể biết trước, chỉ 1 số là ngẫu nhiên.  Các công cụ của lý thuyết xác suất đã chứng minh được rằng đối xử của hệ thống đối với phần lớn các yêu cầu phục vụ là có thể đoán trước 1 cách chính xác, gần với trường hợp xác định.  d. Một số kiến thức liên quan Để hiểu rõ về lý thuyết xếp hàng chúng ta cần nắm được một số kiến thức sau: * Định nghĩa: Phân bố chung. Biến ngẫu nhiên % x có phân bố chung F nghĩa là: ( )       ≤= ∆ xxPxF x ~ ~ . Nếu , ,, 2 ~ 1 ~ xx có phân bố chung F thì ( ) xFxxPxxPxxP x n ~ ~~ 2 ~ =       ≤=       ≤=       ≤ * Định nghĩa: Độc lập thống kê. Tập hợp các biến ngẫu nhiên n xxx ~ 2 ~ 1 ~ , ,, là độc lập thống kê hoặc độc lập, nếu với mọi biến thực x 1 , x 2,… x n,       ≤       ≤=       ≤ nnn xxPxxPxxxxP ~ 1 ~ 121 ~ 1 , ,, . * Định nghĩa : Quá trình đếm. Quá trình ngẫu nhiên % ( ) { } % ( ) , 0 0 0 n t t n ≥ = được gọi là một quá trình đếm nếu % ( ) n t biểu diễn 7 số sự kiện xuất hiện vào thời gian t. Do đó % ( ) n t là nguyên, không âm và không giảm. Với s<t thì % ( ) % ( ) n t n s− là số sự kiện xuất hiện trong khoảng (s,t]. Quá trình đếm % ( ) { } , 0n t t ≥ được gọi là quá trình Poisson với tốc độ 0 λ > nếu: % ( ) 0 0n = và số các sự kiện xuất hiện trong bất kỳ khoảng thời gian t có phân bố Poisson với tham số t λ đó là: % ( ) % ( ) { } ( ) . ! n t t e P n t s n s n λ λ − + − = với mọi s. Gọi % x là biến ngẫu nhiên không âm với phân bố % ( ) x F x thì: % % 0 ( ) ( ) sx x x F x e dF x ∞ − = ∫ gọi là biến đổi L – S của phân bố này. * Phân phối Poisson. Trong lý thuyết xác suất và thống kê, Phân phối Poisson (phân phối Poa-xông) là một phân phối xác suất rời rạc. Thông tin cho biết là trung bình số lần xảy ra thành công của một sự kiện trong môt khoảng thời gian nhất định. Giá trị trung bình này được gọi là lamda, kí hiệu là λ. Phân phối Poisson còn được dùng cho khoảng mà đơn vị khác thời gian như: khoảng cách, diện tích hay thể tích. Một ví dụ cổ điển là sự phân rã hạt nhân của Theo đó, nếu xem xét một biến ngẫu nhiên N nào đó, và đếm số lần xuất hiện (rời rạc) của nó trong một khoảng thời gian cho trước. Nếu giá trị kì vọng (hay số lần trung bình mà biến ngẫu nhiên đó xảy ra trong khoảng thời gian đó là λ, thì xác suất để cũng chính sự kiện đó xảy ra k lần (k là số nguyên không âm, k = 0, 1, 2, ) sẽ được tính theo công thức với • e là cơ số của logarit tự nhiên (e = 2.71828 ) • k là số lần xuất hiện của một sự kiện - mà xác suất của nó là cho bởi công thức trên • k! là giai thừa của k . λ là số thực dương, bằng với giá trị kì vọng xuất hiện của sự kiện trong một khoảng cho sẵn. Quá trình Poisson là một quá trình ngẫu nhiên được định nghĩa theo sự xuất hiện 8 của các biến cố. Một quá trình ngẫu nhiên N(t) là một quá trình Poisson (thời gian- thuần nhất, một chiều) nếu: • N(0) = 0 • Số các biến cố xảy ra trong hai khoảng con không giao nhau là các biến ngẫu nhiên độc lập. • Xác suất của số biến cố trong một khoảng con [t,t + τ] nào đó được cho bởi công thức Trong đó số λ dương là một tham số cố định, được gọi là tham số tỉ lệ (rate parameter). Có nghĩa là, biến ngẫu nhiên N(t + τ) − N(t) mô tả số lần xuất hiện trong khoảng thời gian [t,t + τ] tuân theo một phân bố Poisson với tham số λτ. Tổng quát hơn, một quá trình Poisson là một quá trình gán cho mỗi khoảng thời gian bị chặn hay mỗi vùng bị chặn trong một không gian nào đó (chẳng hạn, một mặt phẳng Euclid hay một không gian Euclid 3 chiều) một số ngẫu nhiên các biến cố, sao cho: • Các số lượng biến cố trong các khoảng thời gian (hay vùng không gian) không giao nhau là các biến ngẫu nhiên độc lập; và • Số biến cố trong mỗi khoảng thời gian hay vùng không gian là một biến ngẫu nhiên với phân bố Poisson * Chuỗi Markov. Một quá trình ngẫu nhiên được gọi là chuỗi Markov với các số nguyên không âm nếu với mọi , 0s t ≥ và mọi số nguyên không âm i, j, x(u) với 0 u s ≤ ≤ ta có: % ( ) % ( ) % ( ) { } % ( ) % ( ) { } ;P x t s j x s i x u P x t s j x s i+ = = = + = = . Đại lượng P được gọi xác suất chuyển trạng thái từ i sang j trong khoảng thời gian từ s tới s + t. 9 Chương II MÔ HÌNH TOÁN PHÂN TÍCH HỆ THỐNG THÔNG TIN THEO LÝ THUYẾT XẾP HÀNG Trong thực tế hệ thống viến thông thường được mô hình hóa bằng một tập hợp nhiều hàng đợi. Một mạng hàng đợi được định nghĩa bằng k nút mạng , mỗi nút mạng i là một hệ thống hàng đợi đơn bao gồm một hoặc nhiều hàng đợi và một server. Các yêu cầu đi vào hàng đợi tại một số nút nhất định và đi tới một số nút khác. Trước hết chúng ta xem xét một số mạng xếp hàng và phương thức xếp hàng được ứng dụng trong thực tế. 2.1. CÁC MẠNG XẾP HÀNG VÀ MỘT SỐ PHƯƠNG THỨC XẾP HÀNG 2.1.1. Các mạng xếp hàng Một hệ thống có thể được biểu diễn bằng một mạng các xếp hàng. Một công việc có thể nhận được dịch vụ tại nhiều hàng trước khi nó ra khỏi hệ thống. Một mô hình trong đó các công việc rời khỏi một hàng để sang hàng khác gọi là mạng xếp hàng.Có 2 cáh để phân loại mạng xếp hàng đó là các mạng mở hoặc mạng đóng. a. Mạng xếp hàng mở Mạng xếp hàng mở là một mạng có các cuộc đến và đi phụ thuộc vào bên ngoài. Như vậy số lượng các công việc trong hệ thống biến đổi theo thời gian.Sơ đồ biểu diễn hình 2.1: Hình 2.1: Mạng xếp hàng mở Khi phân tích một hệ thống mở người ta giả thiết là đã biết được tốc độ đến Máy chủBộ đệm Bộ đệm Máy chủ Bộ đệm Ra Vào 10 Máy chủ [...]... tụ Chương III ỨNG DỤNG LÝ THUYẾT XẾP HÀNG TRONG CHUYỂN MẠCH GÓI 3.1.TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT CHUYỂN MẠCH GÓI 3.1.1.Cơ sở kỹ thuật chuyển mạch gói Kỹ thuật chuyển mạch gói dựa trên nguyên tắc chuyển thông tin qua mạng dưới dạng gói, gói tin là thực thể truyền thông hoàn chỉnh gồm 2 phần: tiêu đề mang 32 các thông tin điều khiển của mạng hoặc của người sử dụng và tải tin là dữ liệu thực cần chuyển qua mạng... Quá trình chuyển thông tin qua mạng chuyển mạng chuyển mạch gói có thể không cần xác lập đường dành riêng và các mạng chuyển mạch gói được coi là mạng chia sẻ tài nguyên Các gói tin sẽ được chuyển giao từ các nút mạng này tới các nút mạng khác trong mạng chuyển mạch gói theo nguyên tắc lưu đệm và chuyển tiếp, lên mạng chuyển mạch gói còn được gọi là mạng chuyển giao trong khi mạng chuyển mạch kênh... Phi kết nối cho phép thực thể thông tin được truyền độc lập với các đặc tính kết nối được thể hiện trong các tiêu đề thực thể thông tin Các giai đoạn kết nối như trong chuyển mạch kênh không còn tồn tại mà thay vào đó là phương pháp chuyển theo một giai đoạn duy nhất gồm cả ba giai đoạn Sự khác biệt giữa chuyển mạch bản tin và chuyển mạch gói nằm tại quá trình xử lý bản tin, chuyển mạch gói thực hiện... của lý thuyết xếp hàng Mục tiếp theo sẽ nghiên cứu mô hình một hàng đợi- một trạm phục vụ và đa hàng đợi – một trạm phục vụ Sở dĩ ta xét mô hình một hàng đợi là để giảm độ phức tạp trong tính toán, từ đó ta phát triển công thức ấy cho mô hình đa hàng đợi Hay nói cách khác mô hình đơn hàng là nền móng cho mô hình đa hàng Trong thực tế hệ thống hàng chờ của hệ thống thông tin là mô hình đa hàng đợi Trong. .. chuyển mạch Xét hệ thống xử lý tại một trung tâm chuyển mạch như một server và khách hàng ( các gói số liệu trong hệ thống thông tin số) đang đợi trong hệ thống là hàng chờ Khách hàng vào hệ thống Trạm đơn Hàng chờ Khách hàng ra khỏi hệ thống Hình 2.1 Hệ thống xếp hàng một server đợi Giả sử vào thời điểm 0 không có khách hàng Vào thời điểm τ 1 khách hàng đầu tiên C1 thực hiện cuộc gọi đến trung tâm chuyển. .. nối thông tin từ đầu cuối đến đầu cuối quá trình chia sẻ tài nguyên, sử dụng các tập thủ tục và các liên kết có tốc độ khác nhau để truyền các gói tin và có thể chuyển gói trên nhiều đường dẫn khác nhau Có 2 kiểu chuyển mạch cơ bản: chuyển mạch datagram DG và chuyển mạch kênh ảo VC(virtual Circuit) Chuyển mạch Datagram: Chuyển mạch datagram cung cấp cho các dịch vụ không yêu cầu thời gian thực Việc chuyển. .. mạng chuyển mạch gói Định tuyến là một tiến trình lựa chọn con đường cho thực thể thông tin chuyển qua mạng Nó được xem như là khả năng của một node trong vấn đề lực chọn đường dẫn cho thông tin qua mạng Định tuyến là một khái niệm cốt lõi của mạng chuyển mạch gói và nhiều loại mạng khác nhau Định tuyến cung cấp phương tiện tìm kiếm các tuyến đường theo các thông tin mà thực thể thông tin được chuyển. .. bản tin thành các thực thể phủ hợp với đường truyền và cấu hình mạng , các gói có thể có kích thước thay đổi hoặc cố định, phương pháp chuyển mạch với các gói có kích thước cố định được gọi là chuyển mạch tế bào(cell) Như vậy, một bản người dùng có thể phân thành nhiều gói Sau quá trình chuyển mạch các gói sẽ được tái hợp để hoàn nguyên lại thông tin của người sử dụng Kỹ thuật chuyển mạch gói cho phép... trạng thái của các hàng đợi khi sever chuyển mạch tới nó Khi các hàng khác thì có nhiều công việc đang đợi nhưng sever chuyển mạch đến hàng rỗng (không có công việc nào đang đợi trong hàng ) sẽ gây lãng phí thời gian của sever Do đó ta đi tính toán xác suất các trạng thái của các hàng rỗng khi sever chuyển mạch tới nó để từ đó có thể chọn trật tự chuyển mạch sao cho thời gian chuyển mạch lãng phí là... thuật chuyển mạch truyền thống được áp dụng là kỹ thuật chuyển mạch kênh Dữ liệu thoại chỉ được gọi là đã gói hóa nếu những gói này được chuyển tải trên mạng chuyển mạch gói Mạng điện thoại công cộng được phát triển trên mạng chuyển mạch kênh Các mạng dữ liệu như các mạng cục bộ nan (local area network), mạng internet là mạng chuyển mạch gói rất thích hợp để trao đổi dữ liệu Các dịch vụ thoại trong . Chương 2: Mô hình toán phân tích hệ thống thông tin theo lý thuyết xếp hàng Chương 3 :Ứng dụng lý thuyết xếp hàng trong chuyển mạch gói cho thông tin Trong chương 2 đã trình bày phương pháp tính. cứu lý thuyết xếp hàng và ứng dụng cho chuyển mạch gói trong thông tin Do Ts.Phạm Văn Phước hướng dẫn Bố cục đề tài của em gồm có 3 chương: Chương 1: Tổng quan về lý thuyết xếp hàng . kê cơ bản và biết về việc ứng dụng lý thuyết xếp hàng. 2 1.2. ĐỊNH NGHĨA VÀ CÁC KHÁI NIỆM TRONG LÝ THUYẾT XẾP HÀNG 1.2.1 Định nghĩa Lý thuyết xếp hàng là 1 phần của lý thuyết xác suất thống kê,