Empirical relationship for queue length estimation in a system with fractal shot input

Автор: Trenogin N.G., Petrov M.N., Sokolov D.E.

Журнал: Сибирский аэрокосмический журнал @vestnik-sibsau

Рубрика: Математика, механика, информатика

Статья в выпуске: 2 т.18, 2017 года.

Бесплатный доступ

Traffic in modern data networks and information systems are most adequately described by different classes of fractal models. This kind of models takes into account the following key characteristics of traffic as high variability events grouping and explicit correlation structure on different time scales. Fractal shot process FSNDP, referring to the fractal point process is sufficiently accurate approximation of the network load at individual workstations or small workgroups, is defined with five numerical parameters, with known estimating algorithms on available samples (based on actual traffic dumps). Studies based on queueing system simulation with input FSNDP stream managed to establish a stable relationship between the change in each of the input parameters and the average queue length in the system. Confirmed direct correlation queue length of the parameter characterizing the amplitude of the individual load bursts, found an inverse relationship of the index related to the Hurst parameter and master degree of fractal properties. Based on the identified dependencies, obtained empirical relations between parameters of FSNDP process and the average queue length in single-channel queueing system with unlimited queue and deterministic service discipline FSNDP/D/1. These relationships allow to estimate the average volume of buffer used and the average delay introduced by the network equipment in the load conditions expressed fractal properties from measurements of real traffic. The presence of the formulae increases the importance of traffic models based on FSNPD, since it makes possible to perform a full cycle analysis of queueing systems and queueing networks without involving the simulation methods.

Еще

Fsndp, fractal traffic, fractal shot-noise driven poisson, queueing system, simulation

Короткий адрес: https://sciup.org/148177700

IDR: 148177700

Список литературы Empirical relationship for queue length estimation in a system with fractal shot input

  • Шелухин О. И., Тенякшев А. М., Осин А. В. Фрактальные процессы в телекоммуникациях: монография. М.: Радиотехника, 2003. 480 с.
  • Цыбаков Б. С. Модель телетрафика на основе самоподобного случайного процесса//Радиотехника. 1999. № 5. С. 24-31.
  • Нейман В. И. Новое направление в теории теле-трафика//Электросвязь. 1998. № 7. С. 27-30.
  • Нейман В. И. Самоподобные процессы и их применение в теории телетрафика//Тр. Междунар. Академии связи. 1999. № 1. С.11-15.
  • On the selfsimilarnature of Ethernet traffic (extended version)/W. E. Leland //IEEE/ACM Trans. Net-working, 1994. Vol. 2 (1). P. 1-15.
  • Norros I. The Management of Large Flows of Connectionless Traffic on the Basis of Self-Similar Modeling//ICC ’95, IEEE International Conference on Communications, Seattle. 1995. P. 451-455.
  • Norros I. On the use of fractional Brownian motion in the theory of connectionless networks//IEEE J. Sel. Areas Commun., 1995. Vol. 13. (6). P. 953-962.
  • Statistical characteristics of queue with fractional Brownian motion input/J. Chen //Electronics Letters. 2015. Vol. 51 (9). P. 699-701.
  • Петров М. Н., Пономарев Д. Ю. Самоподобие в системах массового обслуживания с ограниченным буфером//Электросвязь. 2002. № 2. С. 35-39.
  • Соколов Д. Е., Треногин Н. Г. Характер сетевого трафика на клиентском участке распределенной клиент-серверной системы//Информатика и проблемы телекоммуникаций: материалы Междунар. науч.-техн. конф.; СибГУТИ. Новосибирск, 2001. С. 34-35.
  • Соколов Д. Е. Моделирование нагрузки в клиент-серверных системах на основе фрактальных процессов//Управляющие и вычислительные системы. Новые технологии: материалы межвузовской науч.-техн. конф.; Вологда, 2001. С. 59-60.
  • Соколов Д. Е., Треногин Н. Г. Фрактальные свойства трафика в действующей двухзвенной системе обработки данных//Современные проблемы информатизации в технике и технологиях: сб. тр. Воронеж: Научная книга, 2004. Вып. 10. С. 264-265.
  • Ryu B. K. Fractal Network Traffic: From Understanding to Implications: Ph. D. thesis. Columbia University, 1996. 143 p.
  • Ryu B., Lowen S. Modeling, analysis and simulation of self-similar traffic using the fractal-shot-noise-driven Poisson process//Proc. IASTED Modeling and Simulation. Pittsburgh, PA, 1995. P. 1-4.
  • Треногин Н. Г., Веловатый Е. А., Петров М. Н. Система поддержки операционной и бизнес-деятельности предприятия связи с использованием тензорной методологии анализа систем//Электро-связь. 2013. № 1. С. 17-20
Еще
Статья научная