內(nèi)容傳播節(jié)能機(jī)制及隨機(jī)Petri網(wǎng)評價

【摘要】：隨著網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的急劇加大,網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容傳播過程變得更為復(fù)雜,傳統(tǒng)上解決該問題的方法是增加網(wǎng)絡(luò)設(shè)備數(shù)量和加大網(wǎng)絡(luò)設(shè)備功率,這就使得內(nèi)容傳播過程中的能耗問題日益突出,所以,綜合考慮網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容傳播中能耗和性能平衡是一個非常重要的研究主題。內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)是一種主流的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容傳播方式,能為用戶提供較好的網(wǎng)絡(luò)訪問速度和穩(wěn)定性,但其復(fù)雜和繁多的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備使得能耗相對較大,本文主要研究網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容傳播過程中加入節(jié)能機(jī)制的能耗分析和性能評價。 本文針對內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)容傳播過程不同部分會出現(xiàn)不同時間尺度的空余時間,提出了多級睡眠-喚醒機(jī)制,在低負(fù)載或者其他一些情況下,將設(shè)備的一些部件轉(zhuǎn)變成睡眠狀態(tài)以到達(dá)節(jié)能效果,并且使得節(jié)能最大化與睡眠狀態(tài)相關(guān)數(shù)據(jù)損失最小化。對提出的多級睡眠-喚醒機(jī)制運(yùn)用隨機(jī)Petri網(wǎng)進(jìn)行能耗分析,在隨機(jī)Petri網(wǎng)建模的基礎(chǔ)上應(yīng)用模型化簡和評價方法,通過分析隨機(jī)Petri網(wǎng)模型各狀態(tài)穩(wěn)定概率得到系統(tǒng)平均能耗,并使用軟件SPNP對加入節(jié)能機(jī)制前后的內(nèi)容傳播過程能耗進(jìn)行對比分析。最后通過加入節(jié)能機(jī)制前后的內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)SPN模型的性能分析,判斷節(jié)能機(jī)制是否對內(nèi)容傳播過程中的性能產(chǎn)生影響。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明多級睡眠-喚醒機(jī)制能很好地降低內(nèi)容傳播過程中的平均能耗,不過會對內(nèi)容傳播過程中的響應(yīng)時問產(chǎn)生一定的影響。 本文針對內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)容傳播過程中,內(nèi)容傳播路由、分發(fā)內(nèi)容過程中的鏈路負(fù)載情況時刻都在發(fā)生變化,通過結(jié)合考慮性能指標(biāo)因素定義轉(zhuǎn)變鏈路速率機(jī)制,提出了基于最大延遲閾值的速率調(diào)節(jié)機(jī)制的網(wǎng)絡(luò)節(jié)能策略,該機(jī)制使得鏈路速率保持最長時間的最低速率。對提出的基于最大延遲閾值的速率調(diào)節(jié)機(jī)制運(yùn)用隨機(jī)Petri網(wǎng)進(jìn)行能耗分析,通過加入節(jié)能機(jī)制前后的內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)SPN模型進(jìn)行性能評價,判斷該機(jī)制是否對內(nèi)容傳播過程中的性能產(chǎn)生影響。使用軟件SPNP進(jìn)行仿真分析,仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該機(jī)制使得CDN系統(tǒng)節(jié)能最大化而數(shù)據(jù)延遲沒有明顯的增加,但該節(jié)能機(jī)制對吞吐量有一定的影響。 本文提出的多級睡眠-喚醒機(jī)制和基于最大延遲閾值的速率調(diào)節(jié)機(jī)制都不僅僅只是考慮節(jié)能問題,而且將滿足內(nèi)容傳播過程中的性能指標(biāo)綜合到節(jié)能問題一起考慮。因此,提出的節(jié)能機(jī)制有很好的實(shí)際意義。提出的節(jié)能機(jī)制對于內(nèi)容傳播方法具有普遍意義,這兩個機(jī)制也能夠應(yīng)用于研究其他內(nèi)容傳播方法的節(jié)能問題上。 【關(guān)鍵詞】：內(nèi)容傳播 隨機(jī)Petri網(wǎng) 內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò) 節(jié)能策略 能效分析
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TP301.1;TP393.02
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 研究的目的和意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 內(nèi)容傳播方法的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 節(jié)能策略的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 能效評價方法的研究現(xiàn)狀13
• 1.3 論文概述13-15
• 第二章 預(yù)備知識15-26
• 2.1 內(nèi)容傳播方法15-18
• 2.1.1 內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)概念及原理15-17
• 2.1.2 內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)模型17-18
• 2.2 隨機(jī)Petri網(wǎng)概述18-23
• 2.2.1 Petri網(wǎng)的基本屬性20-21
• 2.2.2 基于隨機(jī)Petri網(wǎng)的評價方法21-23
• 2.3 基于隨機(jī)Petri網(wǎng)的能效評價23-24
• 2.3.1 評價基礎(chǔ)23-24
• 2.3.2 評價手段24
• 2.4 本章小結(jié)24-26
• 第三章 多級睡眠-喚醒節(jié)能機(jī)制及隨機(jī)Petri網(wǎng)分析26-41
• 3.1 睡眠-喚醒機(jī)制概述26-27
• 3.2 多級睡眠-喚醒機(jī)制節(jié)能策略27-29
• 3.2.1 睡眠模型和假設(shè)27-28
• 3.2.2 多級睡眠-喚醒機(jī)制28-29
• 3.3 多級睡眠-喚醒機(jī)制的能耗和性能分析29-37
• 3.3.1 多級睡眠-喚醒機(jī)制的隨機(jī)Petri網(wǎng)建模29-30
• 3.3.2 多級睡眠-喚醒機(jī)制的能耗分析30-32
• 3.3.3 多級睡眠-喚醒機(jī)制在CDN中的應(yīng)用性能分析32-37
• 3.4 SPNP仿真分析37-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 第四章 基于最大延遲閾值的速率調(diào)節(jié)節(jié)能機(jī)制及隨機(jī)Petri分析41-52
• 4.1 速率動態(tài)調(diào)節(jié)機(jī)制概述41-42
• 4.2 基于最大延遲閾值的速率調(diào)節(jié)機(jī)制節(jié)能策略42-44
• 4.2.1 ALR MAC層握手機(jī)制42-43
• 4.2.2 基于最大延遲閾值的速率調(diào)節(jié)機(jī)制43-44
• 4.3 基于最大延遲閾值的速率調(diào)節(jié)機(jī)制的能耗和性能分析44-48
• 4.3.1 基于最大延遲閾值的速率調(diào)節(jié)機(jī)制的隨機(jī)Petri網(wǎng)建模44-45
• 4.3.2 基于最大延遲閾值的速率調(diào)節(jié)機(jī)制的能耗分析45-47
• 4.3.3 基于最大延遲閾值的速率調(diào)節(jié)機(jī)制在CDN中的應(yīng)用性能分析47-48
• 4.4 SPNP仿真分析48-51
• 4.5 本章小結(jié)51-52
• 第五章 總結(jié)與展望52-54
• 5.1 研究工作總結(jié)52-53
• 5.2 進(jìn)一步研究工作53-54
• 參考文獻(xiàn)54-57
• 附錄157-60
• 附錄260-62
• 致謝62-63
• 攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目63-64
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄64

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