تخمین تعداد بسته‌های دریافتی در دوره سرکشی بعدی
گزارش حجم فعلی بافر و مقدار پیش‌بینی شده به ترمینال
شکل ۲-۱۲- روند اجرای عملیات در واحدها در روش IPACT-GE [21]
روش دیگر برای پیش‌بینی ترافیک ورودی، روش LSTP است که پیش‌تر مورد بحث قرار گرفت. در این روش برای پیش‌بینی، مقدار ترافیک ورودی در زمان انتظار در دوره‌ی سرکشی پیشین، مورد استفاده قرار می‌گیرد. از آن‌جایی که دوره‌ی سرکشی در شبکه فیبر نوری غیرفعال اترنت با تعداد واحدهای زیاد، نسبتا طولانی است، پیش‌بینی براساس دوره‌ی قبل به مقدار واقعی ترافیک نزدیک نخواهد بود. هم‌چنین از آن‌جایی که هر واحد برای پیش‌بینی باید مقدار ترافیک واقعی در دوره‌ی سرکشی قبلی را نگه دارد، هر واحد به حافظه‌‌ی بزرگ و پهنای باند قوی نیاز دارد، در نتیجه پیچیدگی و نیازمندی‌های هر واحد را بالا می‌برد.

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

از نظر پارامترهای کیفیت سرویس، در ترافیک کم، میانگین تاخیر در روش IPACT-GE در مقایسه با IPACT و روش‌های مشابه کم‌تر است و پس از آن LSTP و EB-DBA قرار دارند. اما در ترافیک بالا، همه‌ی روش‌های مذکور رفتاری مشابه داشته و در سایر پارامترهای نرخ از دست دادن بسته‌ها، بهره‌وری و … نیز کاملا منطبق بر یکدیگر می‌باشند. در واقع از معایب این روش عدم بهبود سایر پارامترهاست.
اعطای پهنای باند به واحدها
دریافت بسته‌ها از واحد سرکشی شده
دریافت پیغام درخواست از یک واحد
بله
خیر
تخصیص پهنای باند به اندازه حجم بافر+ مقدار تخمینی در دوره بعدی
تخصیص پهنای باند به اندازه حداکثر داده دریافتی در دوره بعدی
حجم بافر+ مقدار تخمین زده شده > حداکثر داده دریافتی
دریافت حجم فعلی بافر و مقدار تخمین زده شده
شکل ۲-۱۳- روند اجرای عملیات در ترمینال در روش IPACT-GE [۲۱]
۲-۶-۹- روش سرکشی چند رشته‌ای^[۱۱۶]
به منظور دستیابی به کارایی بهتر از نظر تاخیر کم‌تر با بهره گرفتن از روش سرکشی چند رشته‌ای در [۲۳] می‌توان چندین فرایند سرکشی را به طور همزمان اجرا کرد و به کاربران اجازه داد درخواست پهنای باند خود را پیش از دریافت تصدیق درخواست قبلی از ترمینال، ارسال نمایند. با توجه به شکل ۲-۱۴، دو فرایند سرکشی (رشته^[۱۱۷]) به رنگ‌های سیاه و قرمز وجود دارند که به طور موازی اجرا می‌شوند.
‌
شکل ۲-۱۴- ایده‌ی سرکشی چند رشته‌ای [۲۳]
فرایند سیاه رنگ همان روند رایج تک رشته‌ای^[۱۱۸] است. هنگامی که یک بسته در هر زمانی به واحد دوم می‌رسد، پیش از اتمام انتقال داده در دوره‌ی سرکشی اول، درخواست پهنای باند خود را به ترمینال ارسال می‌کند و در واقع دوره‌ی سرکشی دوم را آغاز می کند. بدین ترتیب مدت زمان تاخیر بسته به علت کوتاه شدن زمان انتظار در صف (d_{m_queue})، زمان تخصیص پهنای باند(d_{m_grant}) و زمان سرکشی (d_{m_poll}) کاهش می‌یابد. برای سادگی بیان الگوریتم سیستمی مطابق شکل ۲-۱۵ شامل یک ترمینال، دو واحد و دو رشته در نظر گرفته شده است . در صورتی که تعداد واحدها و رشته‌ها افزایش یابد نیز همین منطق برقرار است. در این روش ترمینال شامل یک جدول سرکشی است که در آن هر واحد دارای یک سطر شامل زمان رفت و برگشت به آن و جدیدترین درخواست‌های واحد در رشته‌ اول و دوم است. مراحل روش سرکشی چند رشته‌ای با توجه به شکل ۲-۱۵ به قرار زیر است:
۱- از آن‌جایی که ترمینال پهنای باند موردنیاز واحدها را در دو رشته می‌داند، ابتدا یک پیغام دروازه به واحد اول ارسال می‌کند تا به آن اجازه‌ی ارسال ۵۰۰۰ بایت را بدهد.
۲- هنگامی که واحد، پیغام دروازه را از ترمینال دریافت می‌کند، شروع به انتقال داده تا میزان مجاز یعنی ۵۰۰۰ بایت می کند. از آن‌جایی که در هنگام ارسال اطلاعات، واحد هم‌چنان از کاربران خود داده دریافت می‌کند لذا پس از دریافت تصدیق از ترمینال، واحد درخواست پهنای باند جدیدی براساس حجم فعلی بافر خود یعنی ۴۵۰۰ بایت به ترمینال ارسال می‌کند و ترمینال براساس این مقدار، جدول سرکشی را به روز رسانی می‌کند.
۳- ترمینال دقیقا می‌داند آخرین بیت از واحد اول چه زمانی به ترمینال می‌رسد زیرا زمان رفت و برگشت و پهنای باند تخصیص یافته به این واحد را می‌داند. پس براساس زمان دریافت آخرین بیت از واحد اول و زمان رفت و برگشت مربوط به واحد دوم، پیغام دروازه را برای واحد دوم زمان‌بندی می‌کند، بدین ترتیب که بیت اول واحد دوم پس از یک بازه‌ی زمانی محافظ از دریافت آخرین بیت واحد اول، ارسال شود. در این مثال به واحد دوم به اندازه‌ی ارسال ۲۰۰۰ بایت سهم داده می‌شود.
۴- پیش از آن‌که درخواست جدید از واحد اول دریافت شود، ترمینال پیغام دروازه را برای رشته‌ دوم این واحد برنامه ریزی می‌کند به گونه‌ای که بیت اول واحد اول پس از یک بازه‌ی زمانی محافظ از دریافت آخرین بیت واحد دوم، ارسال شود. در این مثال ترمینال به واحد اول اجازه می‌دهد پهنای باند موردنیاز خود در رشته‌ دوم یعنی ۴۸۰۰ بایت را منتقل کند و در انتهای عمل انتقال پهنای باند موردنیاز خود در دوره‌ی بعد را توسط پیغام درخواست، اطلاع‌رسانی کند.
۵- سپس ترمینال برای ارسال پیغام دروازه به واحد دوم در رشته‌ دوم برنامه ریزی می‌کند و محاسباتی مشابه مرحله‌ی سوم انجام می‌دهد. واحد دروازه‌ی جدید به واحد دوم اجازه‌ی ارسال ۴۰۰۰ بایت را در رشته‌ دوم می‌دهد لذا واحد ۴۰۰۰ بایت را منتقل کرده و درخواست جدیدی ارسال می‌کند. هنگامی که ترمینال درخواست جدید برای ۲۵۰۰ بایت را دریافت می‌کند، جدول سرکشی را به روز رسانی می‌کند.
با توجه به نتایج شبیه‌سازی الگوریتم سرکشی چند رشته‌ای، این روش در مقایسه با حالت تک رشته، در ترافیک پایین و بسیار بالا دارای تاخیری مشابه با حالت تک رشته‌ای است به خصوص در مسافت‌های کم تاخیر آن کاملا منطبق بر حالت تک رشته‌ای است اما در ترافیک متوسط، تاخیر بسیار کم‌تری دارد. از نظر گذردهی نیز فقط در ترافیک بالا، عملکرد بهتری دارد.
مرحله اول
مرحله دوم و سوم
مرحله چهارم
مرحله پنجم
شکل ۲-۱۵- مراحل روش سرکشی چند رشته‌ای [۲۳]
۲-۶-۱۰- روش مبینا
روش پیشنهادی تخصیص پهنای باند پویای مبینا [۲۴] مبتنی بر نظریه‌ حراج قیمت دوم است که در آن تمام واحدها تقاضای پهنای باند خود را به ترمینال ارسال می‌کنند. ترمینال می‌تواند یک تصمیم عادلانه و پویا در مورد تخصیص پهنای باند به وسیله‌ی فرایند حراج بگیرد. مراحل اجرای این روش بدین شکل است که ابتدا ترمینال خط نوری شرایط برگزاری حراج را به واحدهای شبکه‌ی نوری اعلان می‌کند، این شرایط عبارتند از مدت زمانی که واحد می‌تواند درخواست خود را به ترمینال بفرستد، حداکثر پهنای باند در دسترس و زمان پاسخ‌دهی ترمینال.
پس از اعلان حراج و شرایط برگزاری آن، واحدها مقدار پیشنهادی شرکت در حراج^[۱۱۹] خود را براساس دو پارامتر پهنای باند درخواستی و پارامتر آخرین زمانی که ترمینال به سرویس داده است محاسبه کرده و برای ترمینال می‌فرستند. در این روش اولویت تمامی کاربران متصل به واحد یکسان است. براساس مقدار پیشنهادی کاربران و نظریه حراج قیمت دوم، تعدادی از کاربران توسط ترمینال به عنوان برنده اعلام می‌شوند و پهنای باند موردنیازشان از طریق واحد مربوطه تخصیص داده می‌شود. در نهایت نیز پس از آزاد شدن پهنای باند در اختیار برندگان، فرایند تخصیص منبع از ابتدا اجرا می‌شود. نتایج حاصل از شبیه‌سازی این روش نشان می‌دهد که مبینا در ترافیک بالا گذردهی مناسبی دارد، در حالی که نرخ بهره‌وری آن، کم و نرخ از دست دادن بسته‌ها در آن بالا است.
۲-۶-۱۱- روش پریس
روش پیشنهادی تخصیص پهنای باند پویای پریس [۲۵] نیز مبتنی بر نظریه‌ حراج قیمت دوم است که در این روش برگزاری حراج در سطح کاربران مستقل از واحدهای شبکه است. مراحل اجرای این روش به ترتیب زیر است:
مرحله اول: ترمینال خط نوری شرایط برگزاری حراج را از طریق واحدهای شبکه‌ی نوری به کاربران اعلان می‌کند، این شرایط عبارتند از مدت زمانی که واحد می‌تواند درخواست خود را به ترمینال بفرستد، حداکثر پهنای باند در دسترس و زمان پاسخ‌دهی ترمینال.
مرحله دوم: پس از اعلان حراج و شرایط برگزاری آن، کاربران پارامترهای درخواست پهنای باند خود مانند حداکثر زمان انتظار یک واحد برای دریافت سرویس، پهنای باند موردنیاز و اولویت خود را از طریق واحدها به ترمینال می‌فرستند. براساس درخواست‌های رسیده از واحدها، مقدار پیشنهادی شرکت در حراج برای هر کاربر محاسبه می‌شود. برای ساده تر شدن محاسبات و کاهش سربار، اولویت کاربران را براساس نوع ترافیک درخواستی آن‌ها برای محاسبات در نظر می‌گیریم و برای شبیه‌سازی مناسب‌تر سه سطح اولویت ترافیکی بالا، متوسط و پایین تعریف می‌شود.
مرحله سوم: پس از محاسبه‌ی مقدار پیشنهادی شرکت در حراج، این مقادیر براساس تئوری قیمت اول مورد ارزیابی قرار می‌گیرند، تعدادی کاربر به عنوان برنده اعلام می‌شوند و پهنای باند درخواستی آن‌ها در اختیارشان قرار می‌گیرد. اگر پهنای باند موجود بیش‌تر از پهنای باند تخصیص داده شده به برندگان باشد، مجددا میان کسانی که پیروز نشده‌اند و درخواست جدید دارند، حراج برگزار می‌شود.
مرحله چهارم: ترمینال مدتی منتظر می‌ماند تا بخشی از پهنای باند اختصاص یافته به برندگان آزاد شود و ترمینال بتواند مجددا حراج برگزار کند. میزان پهنای باندی که باید آزاد شود تا بتوان مجددا حراج برگزار کرد، آستانه‌ی پهنای باند می‌نامند. برای بالا بردن احتمال موفقیت کاربرانی که تا کنون پهنای باندی دریافت نکرده‌اند، تغییرات تاخیر آن‌ها را در مقدار پیشنهادی شرکت در حراج شان به روز رسانی می‌کنیم. اگر مقدار جدید تغییرات تاخیر کاربرهای باقیمانده بزرگ‌تر از صفر باشد لیستی جدید از کاربرها و درخواست‌های جدید که می‌توانند در حراج شرکت نمایند، تشکیل و به مرحله بعد می‌روند.
مرحله پنجم: در نهایت حراج مجددا برای درخواست‌های باقیمانده و جدید تکرار می‌شود، برای آغاز این مرحله ترمینال باید مدتی صبر کند لذا تایمری با مقداری پیش فرض در نظر گرفته شده است.
این روش دارای تاخیر بسیار کمی است در حالی که نرخ از دست‌دهی بسته‌ها در این روش بالاست.
۲-۶-۱۲- روش آریشتات
آریشتات [۲۶] نیز یک روش تخصیص پهنای باند پویا با بهره گرفتن از نظریه‌ی حراج است. در این روش، ترمینال مسئول برگزاری حراج است که می‌تواند به درخواست‌ پهنای باند واحدها، پاسخی کارامد دهد. مراحل کلی این روش به قرار زیر است.
مرحله اول: در این روش ابتدا ترمینال به تمامی واحدها، شرایط برگزاری حراج شامل مدت زمانی که هر واحد برای ارسال درخواست خود فرصت دارد، حداکثر پهنای باند در دسترس ترمینال و مدت زمانی که طول می‌کشد تا ترمینال به درخواست‌ها پاسخ دهد را اعلان می‌کند.
مرحله دوم: هر واحد درخواست پهنای باند موردنیاز خود را به ترمینال می‌فرستد. در این روش چهار سطح اولویت بسیار بالا، بالا، متوسط و پایین به کاربرانی که به واحدها درخواست پهنای باند می‌دهند، تخصیص داده می‌شود، البته برای تمام واحدها اولویت یکسان در نظر گرفته شده است.
مرحله سوم: در حالی که حداقل یک واحد درخواست خود را ارسال نموده باشد، تمامی واحدهایی که اکنون در حال دریافت سرویس نمی‌باشند لیست می‌شوند تا مقدار پیشنهادی شرکت در حراجشان محاسبه شده و براساس حراج با قیمت اول برندگان مشخص شوند. البته باید این مسئله را در نظر داشت که مجموع پهنای باندی که در اختیار واحدهای برنده قرار می‌گیرد نباید بیشتر از کل پهنای باند در دسترس ترمینال باشد. در جهت بهبود کارایی و بهره‌وری نیز اگر پهنای باند در دسترس ترمینال بیشتر از مجموع پهنای باند تخصیص یافته به واحدهای برنده باشد می‌توان مجددا میان واحدهای بازنده حراج برگزار کرد.