并行协议栈性能分析研究

发布时间：2019-07-22 15:09

【摘要】：近年来,随着通信和网络技术的快速发展,网络通信带宽和流量持续增大,传统单核框架下的网络通信协议栈的协议解析处理能力已成为通信系统性能的瓶颈问题。多核处理器框架和并行计算技术应运而生,但是传统的单核网络通信协议栈不适应多核处理器框架。在多核处理器框架下,采用协议栈并行化方法可以有效解决传统协议栈存在的问题,提升协议栈的性能,所以,并行协议栈系统成为通信领域的研究热点问题,其性能一直是一个备受关注的问题。本文结合排队论相关知识研究并行协议栈系统的性能问题,为并行协议栈系统建立性能分析模型,针对网络通信结点的通信情况,为并行协议栈系统提出了三种排队模型—单服务窗混合制排队模型、多服务窗单队列混合制排队模型及多服务窗多队列混合制排队模型。对建立的排队模型进行了推导和数学演算,得到了网络通信结点关键量的精确数学表达式。最后通过理论分析三种排队模型的关键项性能指标,如系统的平均等待时间、平均等待队长、丢包率等,得出多服务窗单队列混合制排队模型为系统的最优排队模型,为并行协议栈系统合理选取最优排队模型提供了理论支持。运用面向过程的离散事件系统仿真建模方法,将并行协议栈系统排队模型设计转换成仿真模拟模型。采用matlab软件编程实现了基于数据包级别的并行协议栈离散仿真系统,对三种排队模型分别进行了动态模拟仿真,统计系统相关状态变量值,计算出各项关键性能指标值,分析和对比了三种不同排队模型的各项关键性能指标,根据仿真分析结果,得出多服务窗单队列混合制排队模型是系统的最优排队模型,仿真结果与理论分析结果相吻合,验证了并行协议栈系统排队模型设计的正确性和合理性。
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP393.04

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