ns2通信网仿真作业2
更新时间:2023-10-18 02:13:02 阅读量: 综合文库 文档下载
《通信网仿真与ns仿真器》作业报告
学院:计算机学院 班级:10班 姓名:张晓磊 学号:1011041036
专业:计算机软件与理论
几种排队机模型的性能分析与仿真
1.研究背景介绍
排队的现象,存在于当今世界一切经济之中,如果没有更好的办法配置时间资源.排队就可能是最公平的解决办法。但是长期以来,人们在服务大厅里办理各项服务业务时,排队等候人数过多,前拥后挤的排队等候,有时排队在一小时以上甚至更久,极大的不方便办理业务的顾客。而排队机系统的出现极大地改善了服务质量,解决了劳累的排队现象,很好地解决客户在办理业务中所遇到的排队、等候、拥挤和混乱等现象,真正创造舒适、公平、友好的等候环境而提供的服务终端。
基于排队机系统的应用背景,本课题主要研究几种应用于排队机系统的排队机模型,分别是M/M/1计算模型、M/D/1计算模型、D/D/1计算模型,与此同时分别对它们的性能进行分析,最后对3种计算模型在NS2仿真器的辅助下,编写仿真程序进行仿真,来更直观地了解3种计算模型的性能。
2.几种典型的排队机模型性能分析
2.1 排队系统的基本组成
一般的排队系统都有三个基本组成部分:(1)输入过程;(2)排队规则;(3)服务机构。
(1)输入过程:输入即指顾客到达排队系统,可能有下列各种不同情况,当然这些情况并不是彼此排斥的。
顾客的总体(称为顾客源)的组成可能是有限的,也可能是无限的。 顾客到来的方式可能是一个一个的,也可能是成批的。
顾客相继到达的间隔时间可以是确定型的,也可以是随机型的。
顾客的到达可以是相互独立的。就是说,以前的到达情况对以后顾客的到来没有影响,否则就是有关联的。
输入过程可以是平稳的,或称对时间是齐次的,是指描述相继到达的间隔时间分布和所含参数(如期望,方差)都是与时间无关的,否则称为非平稳的。
(2)排队规则:顾客到达时,如所有服务台都正被占用,在这种情形下顾客可以随即离去,也可以排队等候。前者称为即时制或损失制,排队等候的称为等待制。等待制可以采用先到先服务规则;后到先服务规则;随机服务规则;有优先权规则。
(3)服务机构:(A)服务机构可以没有服务台(服务员),也可以有一个或多个。
(B)在有多个服务台的情形中,它们可以是平行排列、先后排列和混合排列。
(C)服务方式是,可以对单个顾客进行,也可以成批顾客进行。 (D)和输入过程一样,服务时间也分确定型和随机型。
(E)和输入过程一样,服务时间的分布我们总假定是平稳的,即分布的期望值、方差等参数都不受时间的影响。
2.2 排队机模型的分类
排队模型按主要特征进行分类。一般是以相继顾客到达系统的间隔时间分布、服务时间的分布和服务台数目为分类标志。现代常用的分类方法是英国数学家D.G.肯德尔提出的分类方法,即用肯德尔记号 X/Y/Z进行分类。 X处填写相继到达间隔时间的分布;Y处填写服务时间分布; Z处填写并列的服务台数目。
目前典型的排队机模型有M/M/1,M/D/1和D/D/1(其中,M表示到达过程为泊松过程或负指数分布;D表示定长输入)。其中,D/D/1表示顾客按照确定的时间间隔到达、服务时间为确定的时间间隔和单个服务台的模型;M/D/1表示顾客相继到达的间隔时间为负指数分布、确定的服务时间间隔和单个服务台的模型;M/M/1表示顾客相继到达的时间间隔为负指数分布、服务时间间隔为负指数分布和单个服务台的模型。
2.3 M/M/1 计算模型
2.3.1 标准的M/M/1模型
标准的M/M/1计算模型是指适合下列条件的排队系统:
(1)输入过程:顾客源是无限的,顾客单个到来,相互独立,一定时间的到达数服从泊松分布,到达过程是平稳的。
(2)排队规则:单队,且对队长没有限制,先到先服务;
(3)服务机构:单服务台,各顾客的服务时间是相互独立的,服从相同的负指数分布。 此外,还假定到达间隔时间和服务时间是相互独立的。
2.3.2 达到与服务的概率分布
用?表示顾客平均达到率,?表示服务台平均服务率。对于泊松流,在时间t内,系统内有n个顾客的概率服务泊松分布:
若顾客流为泊松流时,顾客到达的时间间隔服从负指数分布: ??e??ta?t????0t?0t?0??t?n??tP?t??enn!t?0,n?0,1,2
E?T??1D?T??12?;到达时间间隔方差为? 从而可求得到达的时间间隔均值为
在这种计算模型中,由于服务机构只有一个服务台,对一个顾客的服务时间,即忙期内
两顾客离开系统的时间间隔,服从参数为?的负指数分布,?为平均服务率,即单位时间内离开系统的顾客平均数。服务时间的均值和方差为:
?2
综上所述,在M/M/1计算模型中,达到的顾客数服从泊松分布,服务时间服从负指数
E?T??1?D?T??1分布。
2.3.3 服务系统的运行指标 1.系统中无顾客的概率 2.平均排队的顾客数
P0?1???
Lq??2??????Ls?Lq???
3.系统中的平均顾客数
4.顾客花在排队上的平均等待时间5.顾客在系统中的平均逗留时间
Wq?Lq?
Ws?Wq?1?6.顾客得不到及时服务必须排队等待的概率
Pw???
nP?????P0
7、系统中恰好有n个顾客的概率 nLs?此外,还有,平均队长:系统状态的数学期望(顾客数的期望值)
????;平均
?t?2Lq????????PT?t?e??????排队长:排队顾客数的期望值;逗留时间分布为
Ws?平均逗留时间
;所以
1??Wq?????;平均排队时间:?-???????;关于?:服务强度,
反映了服务员忙期所占的比例,同时实际上也是平均服务台数。指标参数之间的关系:
?Ls?Lq???B??W?W?1?sq?? Ls??Ws Lq??Wq。忙期与闲期,I1??服务员平均连续忙的?B?时间
11I???? ;平均连续闲的时间 ?。
2.4 M/D/1计算模型
M/D/1表示顾客相继到达的间隔时间为负指数分布、确定的服务时间间隔和单个服务台的模型。它是M/G/1计算模型(G表示一般相互独立的随机分布)的一种特殊情况,即M/G/1模型中服务时间均方差?=0的情况。用?表示单位时间顾客的平均达到数;
?表示单位时
间内的平均服务顾客数,则一个顾客的平均服务时间为1?,服务时间的均方差为?。
在M/G/1计算模型中,达到的顾客数服从泊松分布,服务时间为一般的服务时间。而作为M/G/1的特殊情况M/D/1计算模型,其达到的顾客数亦服从泊松分布,但服务时间为固定时间。
M/G/1服务系统的运行指标包括:
1.系统中无顾客的概率
P0?1???
?2?2?????2Lq?2?1???? 2.平均排队的顾客数
3.系统中的平均顾客数
Ls?Lq???
4.顾客花在排队上的平均等待时间5.系统中顾客的平均逗留时间
Wq?Lq?
Ws?Wq?1?Pw???
6.系统中顾客必须排队等待的概率7.系统中恰好有n个顾客的概率
Pn
2.5 D/D/1计算模型
D/D/1计算模型是一种表示顾客按照确定的时间间隔到达、服务时间为确定的时间间隔和单个服务台的模型,它是三个排队模型中最特殊的情况。值得注意的是D/D/1模型一定要求服务时间为确定的时间。
在D/D/1模型中,用?表示单位时间顾客的平均达到数;
?表示单位时间内的平均服
务顾客数,则一个顾客的平均服务时间为1?,与此同时,如果顾客到达率小于服务率(???),则此时处于无需等待D/D/1队列中。
3.实验仿真结果图
3.1 几种排队模型主要的仿真程序
3.1.1M/M/1仿真程序
在M/M/1仿真程序中,我们假设包的到达速率是1packet/s,到达间隔时间服从指数分
布,链路的处理速度恒定,定为44000bits/s,包的大小服从指数分布(这样可以代替服务时间的指数分布),分布的参数为44000/(8*u),其中u=1.1 packets/s (模拟服务器处理速度) 此时参数大致已经设定,贴源码如下: set ns [new Simulator] set tf [open out.tr w] $ns trace-all $tf set lambda 1 set mu 1.1 set n1 [$ns node] set n2 [$ns node]
set link [$ns simplex-link $n1 $n2 44kb 0ms DropTail]
$ns queue-limit $n1 $n2 100000
set InterArrivalTime [new RandomVariable/Exponential] $InterArrivalTime set avg_ [expr 1/$lambda] set pktSize [new RandomVariable/Exponential] $pktSize set avg_ [expr 44000.0/(8*$mu)]
#将n1定义为src
set src [new Agent/UDP] $ns attach-agent $n1 $src
# 监听队列
set qmon [$ns monitor-queue $n1 $n2 [open qm.out w] 0.1] $link queue-sample-timeout
#定义队列中包的个数,初始化为0 set pktAmount 0
proc finish {} {
global ns tf $ns flush-trace close $tf exit 0 }
proc sendpacket {} {
global ns src InterArrivalTime pktSize pktAmount set time [$ns now]
set tempTime [$InterArrivalTime value]
$ns at [expr $time + $tempTime] \set tempSize [expr round ([$pktSize value])] set bytes $tempSize
#在处理完传进的包后,删除掉一个包,delpacket在下面定义,这里来记录包个数有点问题,这里做法是在当前时刻的 $tempSize*8/44000处理完进来包的时间后将包的个数减少1,忽略了等待的过程
$ns at [expr $time + [expr $tempSize*8/44000]] \
#puts \$src send $bytes #发送后将包数加一
set pktAmount [expr $pktAmount+1] puts \
proc delpacket {} { global pktAmount
set pktAmount [expr $pktAmount-1] }
set sink [new Agent/Null]
正在阅读:
ns2通信网仿真作业210-18
幼儿园大班的工作计划优秀7篇03-27
杨百寅简历 - 清华大学经济管理学院 CRM 系统06-01
警钟在黎明敲响09-12
陕西省庆安高级中学高一化学导学案:017第二章训练学案(人教版必修2)12-19
广东省正地厅级干部简历03-24
东北大学19春学期《卫生事业管理学》在线作业3答案资料05-11
商业计划书(管理学)05-24
《破冰行动》观后感3篇04-02
身体健康的相关文章推荐02-14
- 多层物业服务方案
- (审判实务)习惯法与少数民族地区民间纠纷解决问题(孙 潋)
- 人教版新课标六年级下册语文全册教案
- 词语打卡
- photoshop实习报告
- 钢结构设计原理综合测试2
- 2014年期末练习题
- 高中数学中的逆向思维解题方法探讨
- 名师原创 全国通用2014-2015学年高二寒假作业 政治(一)Word版
- 北航《建筑结构检测鉴定与加固》在线作业三
- XX县卫生监督所工程建设项目可行性研究报告
- 小学四年级观察作文经典评语
- 浅谈110KV变电站电气一次设计-程泉焱(1)
- 安全员考试题库
- 国家电网公司变电运维管理规定(试行)
- 义务教育课程标准稿征求意见提纲
- 教学秘书面试技巧
- 钢结构工程施工组织设计
- 水利工程概论论文
- 09届九年级数学第四次模拟试卷
- 通信网
- 仿真
- 作业
- ns2
- 2014年中央国家机关遴选公务员笔试真题及深度答案解析
- 双汇在瘦肉精危机事件中所采取的公关措施
- 自考供应链物流学试卷第一套
- 二年级下册体育试卷及答案
- 姜堰市教育局
- 信息技术对小学数学课堂教学的优化作用
- 2001-2010北大新闻传播学考研真题及部分答案
- 2.健康教育知识讲座2
- 混凝土考题(A卷)
- 内蒙古稻谷种植行业企业名录2018版1496家 - 图文
- 2019九年级化学上册 第二章 第二节《奇妙的二氧化碳》第2课时《二氧化碳的奇妙变化》
- 2013版用于立项接入网系统设备项目可行性研究报告(甲级资质)审查要求及编制方案 - 图文
- 三年级期末模拟试卷
- 红细胞冷凝集对不同类型血细胞分析仪检测结果的影响分析
- 生物医用高分子微球的制备与应用
- 语文S版六年级下册语文全册优秀教案
- 10.1.1生活中的轴对称·数学华师大七下-特训班
- 2015蓝天教育江幼测试二(100分)
- 求职简历模板(6份,供参考)
- 宁骚《公共政策学》四、五章真题练习