동적인 고정 및 가변 전송을 서비스를 위한 다중 서비스 네트워크 스위치의 성능 분석

Abstract

본 논문에서는 고정 전송율 서비스 및 가변 전송율 서비스 호들이 동적으로 네트워크에 들어와서 데이터를 전송하고, 데이터를 모두 전송하면 네트워크에서 사라지는 동적인 다중 서비스 네트워크에서, 고정 전송율 및 가변 전송율 서비스의 요구 성능을 만족하기 위한 네트워크 스위치(링크)의 성능 분석 및 설계 방법을 제안한다. 먼저 동적인 다중 서비스 네트워크의 링크를 Harkov 체인을 이용해 모델하고, QBD (Quasi-Birth-Death) 프로세스와 행렬 방정식을 이용해 가변 전송율 서비스의 호들에 할당될 전송율의 성능을 구한다. 즉, 가변 전송율 서비스의 평균 호수를 추정하고 이를 바탕으로, 호당 평균 전송율 및 평균 전송 지연 시간을 구한다. 고정 전송율 서비스의 성능은 고정 전송율 서비스 호들의 차단 확률(blocking probability)로 구해진다. 이렇게 해서 구해진 고정 전송율 및 가변 전송율 서비스의 성능을 이용해서, 고정 전송율 및 가변 전송율 서비스 호들의 요구 성능(전송율, 전송 지연 시간, 호의 차단 확률 등)을 만족하기 위한 네트워크 링크의 용량을 설계하는 방법을 제안한다. 이러한 방법을 데이터 및 음성(비디오)을 동시에 지원하는 네트워크 스위치의 성능 분석 및 용량 설계에 이용할 수 있다. We consider design of multiservice network link, in which connections of constant- and adaptive-rate services arrive and leave dynamically. We propose performance analysis and design methods of these dynamic multiservice networks. A multiservice network link is modeled by a Markov chain, and data rates for adaptive-rate connections are derived using QBD (Quasi-Birth-Death) processes and matrix-geometric equations. We estimate average number of adaptive-rate connections, average data rate and average connection delay. The performance of constant-rate connections is determined from the blocking probability of the connections. Based on the performance of constant-and adaptive- rate connections, we propose a design methods of a network link to satisfy performance requirements of constant- and adaptive-rate connections (data rates, delay, blocking probability). Our methods can be used for the analysis and design of network switch supporting dynamic data and voice (video) traffic simultaneously.