Chương III: Sắp xếp Burst
3.3.2 Các kết quả mô phỏng
Để đánh giá hiệu năng của kỹ thuật nhóm burst, chúng tơi phát triển một mơ hình mơ phỏng. Sau đây là các giả định để có được kết quả:
- Gói tin đến là phân bố Poisson với tốc độ λ
- Độ dài gói tin là cố định 1250 byte
- Truyền ở tốc độ 10 Gb/s
- Thời gian chuyển mạch 10 µs
- Lưu lượng vào phân bố đều qua tất cả cặp nhận-gửi
- Định tuyến đường ngắn nhất được sử dụng để tìm đường giữa 2 node
Hình 3.2 cho thấy 14 node ở mạng NSF mà chương trình mơ phỏng thực thi. Chúng tôi đã kiểm tra các kế hoạch ngưỡng khác nhau mô tả với mạng NSF trên. Kết quả mô phỏng chạy cho đến khi một số hữu hạn các gói đã được nhận tại các đích.
Ngưỡng đơn mà không độ ưu tiên burst
Trong trường hợp một lớp đơn các gói tin và một mức độ ưu tiên burst đơn thì một ngưỡng đơn được sử dụng. Xác suất mất gói và tổng số xung đột được phân tích với nhiều giá trị tải và ngưỡng. Từ kết quả của ngưỡng đơn, chúng tôi theo dõi một giá trị ngưỡng tối ưu với một mạng với tải cho trước, để cho xác suất mất gói là nhỏ nhất. Hình 3.3(a) và (b) cho thấy khả năng mất gói với DP và SDP như là chính sách giả quyết tranh chấp tại lõi.
Hình 3. Đồ thị DP và SDP với ngưỡng và khơng có độ ưu tiên burst trong mạng
(a) Tỉ lệ mất gói so với tải
(b) Tỉ lệ mất gói so vớ giá trị ngưỡng
Hình 3.3(a) cho thấy tổng xác suất mất gói so với tải của các giá trị ngưỡng là 100, 400 và 600 gói tin cho cả DP và SDP. Chúng ta quan sát thấy ngưỡng 400 gói hoạt động tốt hơn 2 ngưỡng kia là 100 và 600. Vì thế nó là cần thiết để tìm một khoảng ngưỡng tối ưu sao cho mất gói là nhỏ nhất.Sự cần thiết của ngưỡng tối ưu có thể được hiểu tốt hơn bằng việc phân tích hình 3.3(b). Ở đây chúng ta thấy rằng việc mất gói bắt đầu giảm, khi chạm đến giá trị nhỏ nhất nó lại bắt đầu
Việc mất gói ban đầu cao có thể là do các gói mất trong khi cấu hình lại một switch trong việc giải quyết xung đột. Độ dốc của việc mất gói tỉ lệ thuận với thời gian chuyển mạch. Khi thời gian chuyển mạch là khơng đáng kể với đới với kích thước burst, việc mất gói vẫn duy trì ổn định trong khoảng 300-450 gói tin. Khi hơn 450 gói, mất gói tăng.Chúng ta chọn 400 gói là giá trị ngưỡng tối ưu cho mạng NFS dưới tải là 0 đến 1 Erlang. Ngưỡng tối ưu có thể khác nhau tùy theo cấp độ node của mạng, tốc độ burst đến, và khoảng tải của mạng.
Ngưỡng đơn với ưu tiên burst
Với trường hợp 2 ưu tiên burst và một ngưỡng đơn, chúng ta đánh giá xác suất mất gói và số xung đột cho các biến đổi về tải và ngưỡng. Hai ưu tiên burst là 0 và 1. Giá trị 0 có độ ưu tiên cao hơn.Chúng ta sử dụng giá trị ngưỡng tối ưu có được từ hình 3.3(b) như giá trị ngưỡng, khi nó có mất gói là nhỏ nhất. Hình 3.4 và 3.5, cho thấy hiệu năng cho SDP như một chính sách giải quyết xung đột trong mạng lõi OBS. Chúng ta giả định rằng tỉ lệ dữ liệu đầu vào của 2 lớp gói tin là như nhau.
Hình 3.4 cho thấy xác suất mất gói so với tải cho các ngưỡng 100, 400 và 600 gói tin cho cả hai ưu tiên burst. Chúng tôi quan sát thấy mất gói ở lớp gói tin cao hơn là nhỏ hơn khơng đáng kể so với mất gói ở lớp thấp hơn. Quan sát thấy rằng, thậm chí với số lần xung đột là lớn, chúng ta vẫn có được mất gói thấp hơn là các gói lớp cao hơn do sự phân mảnh.
Việc kết hợp các hình vẽ của xác suất mất gói cho cả các burst cos độ ưu tiên 0 và 1 được chỉ ra đối lập với nhiều giá trị ngưỡng chot rong hình 3.5. chúng ta thấy rằng việc mất gói các gói lớp cao hơn là nhỏ hơn so với các gói lớp thấp hơn. Ngồi ra, chúng ta có thể thấy rằng mất gói tăng lên khi giá trị ngưỡng vượt quá 400 gói.
Chúng ta quan sát thấy các burst có ưu tiên 0 thì có mất mát gói là cực tiểu tại các giá trị ngưỡng 400 và 600 gói tin, trong khi các burst có ưu tiên 1 có mất gói cực tiểu tại ngưỡng 400 gói tin.
Hình 3. Đồ thị SDP đơn ngưỡng và hai độ ưu tiên burst trong mạng. Tỉ lệ mất gói trên tải với những giá trị ngưỡng khác nhau
Trong phần sau, chúng ta sẽ nhận thấy rằng các giá trị ngưỡng đơn lẻ khác nhau cho kết quả mỗi ưu tiên burst trong khi hoạt động tốt hơn cho cả 2 lớp gói tin.
Hai ngưỡng mà khơng ưu tiên burst
khác nhau. Kết quả được chỉ ra trong hình 3.6 SDP được giả định là được áp dụng trong mạng lõi, và và tỉa của mạng là 0.5 Erlang.Tốc độ gói đến cho mỗi lớp lưu lượng là giống hệt nhau.
Trong hình 3.6 chúng ta quan sát thấy rằng xác suất mất gói cho các giá trị ngưỡng khác nhau. Khi khơng có độ ưu tiên burst nào trong mạng, khi xung đột, độ dài gói tin hoạt động như ưu tiên; do đó các burst dài có mất gói thấp hơn burst ngắn. Chúng ta quan sát thấy việc mất gói của các burst ngắn ln ln lớn hơn mất gói của các burst dài hơn. Vì vậy, có 2 mặt bằng trong hình 3.6 khi cả hai ngưỡng cân bằng. Khi độ ưu tiên không được kết hợp vào mạng, việc mất gói là đối xứng cho burst của cả hai giá trị ngưỡng.
Hình 3. Đồ thị SDP với một ngưỡng và hai ưu tiên burst trong mạng. Tỉ lệ mất
gói đối với ngưỡng cho cả hai lớp gói tin ở tải 0,5 Erlang.
Hình 3.7 cho thấy hiệu năng mạng với hai độ ưu tiên burst và hai giá trị ngưỡng, và với SDP như là chính sách giải quyets xung đột trong mạng lõi OBS. Chúng ta giả sử tốc độ dữ liệu đầu vào của cả hai lớp lưu lượng là như nhau. Và quan sát sự khác biệt dịch vụ giữa hai lớp gói tin khác nhau.
Hình 3.7 chỉ cho ta thấy xác suất mất gói với nhiều giá trị ngưỡng cho hai ưu tiên, với tải là 0.5 Erlang. Chúng ta quan sát thấy việc mất gói của lớp gói tin cao duy trì khơng đổi với các giá trị khác nhau của ngưỡng 1. Mất gói của lớp gói tin thấp giảm khi kích thước burst tăng do xung đột ít hơn với các burst độ ưu tiên cao hơn. Khi ngưỡng tăng, mất gói tăng do sự gia tăng của số lượng trung bình gói mất trên xung đột.
Hình 3. Đồ thị SDP với hai ngưỡng và khơng có độ ưu tiên burst trong mạng. Tỉ lệ mất gói trên cả hai giá trị ngưỡng khác nhau cho cả hai độ ưu tiên
Trong trường hợp tổng quát, ta thấy rằng xác suất mất gói trung bình trong mạng bắt đầu tăng khi tăng độ dài ngưỡng burst, và đạt đến cực tiểu tại giá trị ngưỡng tối ưu. Khi khi đến được giá trị ngưỡng tối ưu, xác suất mất gói trung bình bắt đầu tăng nhẹ với sự tăng của độ dài ngưỡng burst. Bằng việc mô phỏng, chúng ta quan sát thấy rằng khi mô phỏng cho 10 tỉ gói tin có kích thước cố định, xác suất mất gói trung bình vẫn bằng phẳng sau khi đạt đến giá trị ngưỡng tối ưu. Do đó, tất cả burst lớn hơn hoặc bằng với giá trị ngưỡng sẽ có mất gói là cực tiểu. Mặc dù tăng độ dài ngưỡng burst, chúng ta vẫn giảm được tải trên mặt bằng điều khiển OBS, chúng ta cũng phải xem xét đến tác động cửa sự gia tăng độ dài burst trong trế gói tin đầu cuối-đến-đầu cuối.
Hình 3. Đồ thị SDP với hai ngưỡng và hai độ ưu tiên burst trong mạng. Tỉ lệ mất gói so với các giá trị ngưỡng khác nhau với hai độ ưu tiên