ATM生意經(jīng)
基本交換模塊是一個(gè)統(tǒng)計(jì)復(fù)用器,在基本交換模塊內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng),多個(gè)信元需要使用相同資源(內(nèi)部線路、出線等),在出現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)時(shí),需要對(duì)沖突的信元進(jìn)行緩沖(排隊(duì)),若交換模塊的設(shè)計(jì)是內(nèi)部完全無(wú)阻塞的,不需要內(nèi)部緩沖,為了解決對(duì)相同出線的競(jìng)爭(zhēng),必須在基本模塊內(nèi)提供排隊(duì)功能。根據(jù)交換單元的結(jié)構(gòu)和所需的信息速率,需要在交換單元的入線、出線或單元內(nèi)部設(shè)計(jì)信元的緩沖隊(duì)列。
交換單元中可采用三種排隊(duì)策略(根據(jù)緩沖器在交換單元中的物理位置劃分):
輸入排隊(duì)
輸出排隊(duì)
中央排隊(duì)
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基本思想
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實(shí)現(xiàn)方法
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輸入排隊(duì)
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在交換單元的輸入端解決可能的競(jìng)爭(zhēng)問題。 |
* 為每一條入線配置一個(gè)緩沖隊(duì)列,信元隊(duì)列中排隊(duì)
* 在一個(gè)信元周期內(nèi),由一個(gè)仲裁邏輯來決定哪些隊(duì)列中的信元是允許通行的,哪些隊(duì)列中的信元需要等待
* 經(jīng)過仲裁后的信元不會(huì)再出現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng) |
輸出排隊(duì)
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來自入線的信元可以自由通過交換傳輸媒體傳送(交換)到所需的出線上,在出線上設(shè)置緩沖隊(duì)列解決多信元對(duì)出線的競(jìng)爭(zhēng)。 |
* 在一個(gè)信元周期內(nèi),所有信元都可無(wú)需仲裁地從入線到達(dá)所需的出線
* 每條出線配置一個(gè)隊(duì)列,以緩沖同時(shí)到達(dá)的競(jìng)爭(zhēng)該出線的多個(gè)信元
* 一個(gè)信元周期內(nèi),一條出線只能為一個(gè)信元服務(wù),未服務(wù)的信元將暫存在該出線的輸出隊(duì)列中 |
中央排隊(duì)
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為了減少整個(gè)交換單元所需的總緩沖容量,在基本交換單元中設(shè)置一個(gè)共享的隊(duì)列緩沖器,被所有的入線和出線所公用。 |
* 在基本交換單元的中央設(shè)置一個(gè)隊(duì)列緩沖器,被所有的入線和出線所共享
* 來自所有入線上的全部信元都直接存入中央隊(duì)列
* 各出線從中央隊(duì)列中找出目的地為該出線的信元,依照先進(jìn)先出的原則取出并發(fā)送 |
郵局中的輸入排隊(duì)模型:
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一個(gè)郵局中有兩個(gè)服務(wù)窗口
郵局大門相當(dāng)于一條入線
兩個(gè)服務(wù)窗口相當(dāng)于兩條出線
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到達(dá)郵局的顧客都排在郵局門口一個(gè)隊(duì)列中,相當(dāng)于輸入隊(duì)列
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隊(duì)列按照先進(jìn)先出原則服務(wù)
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隊(duì)頭的顧客被阻塞(等待)會(huì)導(dǎo)致隊(duì)中的其他顧客也得不到服務(wù)
郵局中的輸出排隊(duì)模型:
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到達(dá)的顧客都直接進(jìn)入郵局,并根據(jù)自己的目的選擇排在一個(gè)服務(wù)窗口的隊(duì)列中
顧客的選擇相當(dāng)于交換過程
窗口隊(duì)列相當(dāng)于輸出隊(duì)列
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服務(wù)窗口的利用率得到提高
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顧客排隊(duì)的等待時(shí)間減少了
各服務(wù)窗口的隊(duì)列相互獨(dú)立,在一個(gè)隊(duì)列中等待的顧客不會(huì)影響其他服務(wù)隊(duì)列中的顧客
郵局中的中央排隊(duì)模型:
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輸出排隊(duì)要求每個(gè)服務(wù)窗口隊(duì)列有足夠的隊(duì)列座位
相當(dāng)于最壞情況下的隊(duì)列長(zhǎng)度
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為減少郵局中的座位總數(shù), 所有服務(wù)窗口共享一個(gè)隊(duì)列
相當(dāng)于在中央排隊(duì)
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可以減少總的隊(duì)列緩沖容量
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智能服務(wù)員在服務(wù)窗口空閑時(shí),從隊(duì)列中找出下一個(gè)需要被服務(wù)的顧客
服務(wù)員的功能對(duì)應(yīng)于一個(gè)復(fù)雜的控制邏輯
性能比較:
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平均等待時(shí)間
* 對(duì)相同的外部業(yè)務(wù)負(fù)荷,輸入排隊(duì)的平均等待時(shí)間比其他兩種排隊(duì)策略更長(zhǎng)
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隊(duì)列緩沖器需求
* 輸入排隊(duì)需要最大
* 中央排隊(duì)需要最少
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信元丟失率
* 在隊(duì)列緩沖容量相同的情況下,輸入排隊(duì)信元丟失率明顯高于輸出排隊(duì)和中央排隊(duì)
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