Faktorisierungslösungen für die Workload in Bediensystemen mit Ergebnisverifikation

Daniela Traczinski

ISBN 978-3-8325-1367-2
141 Seiten, Erscheinungsjahr: 2006
Preis: 40.50 €

Verkehrsmodellierung ist eine zentrale Aufgabe in Kommunikationsnetzen und Grundlage ihrer Planung, ihres Betriebs und ihrer Verwaltung wie auch der Einhaltung der Qualitätszusicherungen bezüglich der von den Anwendungen benötigten Netzwerkressourcen. Neue Trends fordern die Integration vieler verschiedener Dienste in IP-Netzwerken, wodurch sich die Art des Datenverkehrs ebenso wie die Anforderung an Quality-of-Service (QoS)-Vereinbarungen verändert.

Die Leistungsfähigkeit und die Dienstqualität hängen jedoch von zufälligen Prozessen, wie dem Nutzerverhalten und dem Datenübertragungsvolumen, ab und erfordern eine Beschreibung des Datenverkehrs mit Zufallsvariablen und deren Verteilungsfunktionen. Dazu gehören die Zwischenankunftszeiten von Paketen, die Datenflüsse an Netzwerkknoten oder Bedienkomponenten mit Warteschlangen, die Puffermodellierung sowie die Zählfunktionen der Ankunfts-, Bedien- und Abgangsprozesse in vorgegebenen Zeiträumen.

Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung bzw. Entwicklung von Modellen und Analysewerkzeugen, um die Dimensionierung von Ressourcen in (Tele-)Kommunikationsnetzen bezüglich der Leitungs-, Vermittlungs- und Pufferungskapazitäten zu unterstützen. Dabei liegt der Schwerpunkt auf den Faktorisierungsansätzen für allgemeine Erneuerungsprozesse und Semi-Markov-Modelle unter besonderer Berücksichtigung der numerischen Genauigkeit.

In einem neuen Ansatz werden zwei verschiedene Gebiete der Informatik, die Warteschlangentheorie und das Wissenschaftliche Rechnen, miteinander kombiniert. Die Ideen der Verifikationsnumerik werden dabei auf das Problem der Bestimmung der Workload in einem Bediensystem angewandt.

Es erfolgt eine Analyse der polynomialen Faktorisierungsmethode, die im GI/GI/1-Fall bekannt, im SMP/GI/1-Fall im Rahmen dieser Forschungsarbeit jedoch neu entstanden ist. Algorithmen zur verifizierten Berechnung der Workload mit dieser Methode werden entwickelt.

Für die Wiener-Hopf-Faktorisierungsmethode wird ebenfalls die Theorie in beiden Modellierungsansätzen beleuchtet und Vorgehensweisen zur verifizierten Berechnung dieser Methode konzipiert.

Es entstand das Software-System InterVerdiKom, das "Intervall-basierte Analysewerkzeug zur Ergebnisverifikation von Verteilungen für die Analyse von Dienste-integrierenden Kommunikationsnetzen", mit dessen Unterstützung die Leistungsfähigkeit der vorgestellten Modellierung und Analysemethoden gezeigt wird.