基于PEPA模型的內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的性能評估.pdf

1、隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)已成為了人類信息社會主要基礎(chǔ)設(shè)施之一，但經(jīng)過半個多世紀(jì)的發(fā)展，已經(jīng)演變成了復(fù)雜的巨系統(tǒng)，隨著用戶規(guī)模的快速增長，資源并發(fā)訪問顯著，使得有限的網(wǎng)絡(luò)資源與日益增長的用戶需求之間的矛盾日益突出。同時各種新型應(yīng)用和智能終端的出現(xiàn)，種類繁多的業(yè)務(wù)形態(tài)訪問異質(zhì)異構(gòu)資源時，服務(wù)質(zhì)量要求差異較大，傳統(tǒng)的內(nèi)容傳遞的方法難以滿足要求，這些使得內(nèi)容分發(fā)面臨重大的挑戰(zhàn)。
　　內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)(CDN)的思想產(chǎn)生于1998年，該技

2、術(shù)通過內(nèi)容的復(fù)制和用戶就近訪問的方式，緩解困擾著互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容提供商的瓶頸難題。經(jīng)過多年的實踐化探索，CDN技術(shù)逐漸受到廣泛關(guān)注并得到了快速的發(fā)展，其提供的分發(fā)服務(wù)已成為互聯(lián)網(wǎng)中的一項重要的組成部分，它以可擴(kuò)展方式提供網(wǎng)絡(luò)設(shè)施和運行機制，可以高效地實現(xiàn)內(nèi)容和服務(wù)的分發(fā)，增強了用戶的網(wǎng)絡(luò)體驗，有相關(guān)研究表明，通過對CDN的體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，性能進(jìn)行優(yōu)化，能夠有效的應(yīng)對內(nèi)容分發(fā)所面臨的一些挑戰(zhàn)。
　　首先，本文采用了一種適用于對系統(tǒng)進(jìn)行建

3、模分析的隨機進(jìn)程代數(shù)方法——性能評估進(jìn)程代數(shù)(PEPA)，它是一種專門對系統(tǒng)的相關(guān)性能進(jìn)行評估的方法，本文通過該方法對內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)和云化的內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)中的各組件分別建立了相應(yīng)的PEPA模型，用該方法建立的模型，可以更好地描述在內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)中的各個組件之間的數(shù)據(jù)傳輸過程，這樣就可以對該網(wǎng)絡(luò)模型中的工作流程加以分析。本文在模擬在內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)和云化的內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)中用戶訪問的響應(yīng)時間的同時，也給出了模擬響應(yīng)時間的特殊算法，該特殊算法的核心思想是

4、在給出的動作流的前提下，通過設(shè)置標(biāo)記來表示完成的動作，使得標(biāo)記的動作與動作流一一對應(yīng)，直到一個完整的動作路徑結(jié)束為止;同時本文也采用了流體逼近的方法，通過該方法，本文給出了內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)和云化的內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)中的相關(guān)組件的常微分方程(ODEs)，通過這些方程可以計算出網(wǎng)絡(luò)中的相關(guān)組件的吞吐量和利用率，通過對響應(yīng)時間、吞吐量、利用率等相關(guān)性能量化地分析評估，可以對今后內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)框架模型進(jìn)行相應(yīng)地改進(jìn)。
　　其次，本文對在內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)及

5、云化的內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)中的模擬響應(yīng)時間特殊算法進(jìn)行改進(jìn)，由于這些特殊算法有自身的局限性，所以就提出了模擬響應(yīng)時間的一般算法，該一般算法可以在給出任意的動作流的情況下，模擬出相應(yīng)的響應(yīng)時間，在本文中就通過一個模型案例來用該算法模擬其響應(yīng)時間。
　　最后，本文在PEPA模型中驗證了Little定理，該驗證的方法是根據(jù)Little定理在封閉的系統(tǒng)中的相關(guān)證明知識和PEPA的相關(guān)知識相結(jié)合的方法，所以今后系統(tǒng)在采用性能評估進(jìn)程代數(shù)(PEPA)