双令牌双环LAN的一种性能解析评价.pdfVIP

第20卷 第4期 青 岛大学学报 (自然科学版 ) Vo1．20 No ． 4 2 0 0 7年1 2月 JOURNAL OF QINGDAO UNIVERSITY(Natural Science Edition) Dec．2 0 0 7 文章编号：1006—1037(2007)04—0055一O4 双令牌双环LAN的一种性能解析评价 刘 飞，逯昭义 (青岛大学信息工程学院，青岛266071) 摘要：将两个物理性服务员(双令牌)分别进行问歇式服务的非典型排队系统，通过将循 环时间扩展为服务时问，等效为1个“扩展服务员”进行扩展服务的典型排队模型。数值 计算结果表明：在令牌长度为24 bit，信号的传播速度2．0×10 km／s，LAN中数据传输 速率为4X10 bit／s，信息帧长度为1 024 bit，P 一0．9的条件下，1)平均循环时间的大 小主要取决于结点数N的大小；2)随着环上结点数的增加，平均等待时间逐渐增长且速 度大大快于线性增长；而当环长增加时，平均等待时间也随之增大，且增大的幅度随环长 增加而迅速增大。 关键词：双令牌双环LAN；扩展服务；典型排队模型 中图分类号：TP393 文献标识码：A 局域网主要有3种拓扑结构，即星形、总线形和环形，但它们都是单介质(如单星、单总线、单环)的。多 年来人们已将研究重心转移到多星(包括双星)、多总线(包括双总)，多环(包括双环)结构。就环形拓扑结构 而言，为了提高单环LAN的可靠性，美国国家标准学会(ANSI)提出了双环结构的光纤分布式数据接1：1 (FDDI)l1]，也有人提出了双环复用LAN协议[2]，但它们的实际物理运行机理原则上仍属于单环范畴。为了 既能提高环形I AN的可靠性，又能提高网络吞吐量，文献[3]报导了一种新存取方式的局域网：双令牌双环 (即每个环各有一个令牌)LAN。本文的研究重点是：将双环LAN中两个物理性服务员(双令牌)分别进行 间歇式服务的非典型排队系统等效为1个“扩展服务员”进行扩展服务(将循环时问扩展为服务时间)的典型 排队模型，数值计算表明，用这一方法评价LAN的性能是可行的。 1 双令牌双环LAN排队模型的建立 1．1 符号设定 N为系统用户结点数；z为令牌步行环网一周时间即信息帧绕环一周的时间；T眦 为双令牌环中，令牌 最大循环时问，即最长扩展服务时间；d为信息帧的回收时间；d。为令牌所占时宽；R为令牌回归时间； R一为令牌最大回归时间，即除观察结点i之外，个结点都有信息要发送时，令牌的回归时间； 为重负载 下，观察结点顾客的平均扩展服务时问； 为一般负载下，观察结点顾客的平均扩展服务时问； 为重负载 下，观察结点顾客的平均等待时问即扩展服务时顾客平均等待时问； 为一般负载下，观察结点顾客的平 均等待时问；pc为顾客到达率为 时，非扩展服务员的服务率；Pg为扩展服务员到达观察站时有顾客的概 率。 1．2 排队模型 在单环LAN中，服务员本次到达i结点至下次到达i结点的时问间隔就是循环时间，这个定义可进一步 理解为当排队室顾客大于1(重负载条件下)时，i结点排在队首及第二位的两个顾客先后开始服务的时间问 收稿日期：2007—08—06 作者简介：刘飞(1982一)，男，山东邹平人，硕士研究生，主要研究方向为计算机网络与通信。 56 青岛大学学报(自然科学版) 第2O卷 隔。而在考虑双环LAN时，如果两个服务员的循环时间也像单环LAN时一样独立考虑，显然是不对的。为此 依据循环时间的后一个定义：i结点排队室内连续两个顾客先后开始服务的时间间隔。对双环LAN做进一步 分析。 在前面的讨论中注意到：双环LAN中存在两个服务员A、B同时到达i结点的情况，这里的“同时”是指 到达间隔为 ，且 一0。这时两个服务员到达i结点的时间间隔最短。显然 应该是双环LAN的最短循 环时间。 考虑双