基于模型的性能评价研究

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1、基于×××模型的性能评价研究张××1石××2(×××大学信息学院，北京100000)1(××大学动画学院，成都610000)2zhangxx@yahoo.com.cn摘要本文通过建立SPN（随机Petri网）模型来分析BGP-S（边界网关路由协议-卫星版）的性能。文章首先利用SPNP（随机Petri网工具包）6.0对所构建的SPN模型进行了性能评价，分析了卫星的覆盖角、数据包大小、网络传输速率、对等体寄存器链路带宽等参数对网络平均时延的影响。该模型对卫星网络的设计和性能分析具有很好的理论指导意义。关键词卫星网

2、络，SPN模型，边界网关路由协议-卫星版，性能分析ResearchonPerformanceEvaluationBasedon×××ZHANGxxxx1,SHIyyyy2(SchoolofInformation,XxxxxxxxxUniversityofChina,Beijing100000)1(SchoolofAnimation,YyyyyyyyUniversityofChina,Chengdu610000)2Abstract:Inthispaper,aStochasticPetriNet(SPN)mode

3、lisconstructedtoanalyzetheperformanceofBorderGatewayProtocol–Satelliteversion(BGP-S)insatellitenetworks.Then,theeffectsofsatellitecoverageangle,datapacketsize,networkdatarate,ActivePeerRegister(APR)linkbandwidthonaveragetimedelayandaveragethroughputarealsoa

4、nalyzedusingStochasticPetriNetPackage(SPNP)6.0.Becauseofitseasinessandaccuracy,theproposedapproachhasgreatbenefittothedesignandperformanceanalysisofsatellitenetworks.Keywords:Satellitenetworks;SPNmodel;BGP-S;Performanceanalysis21.引言卫星通信和现有的其它通信方式（如光纤通信和移动通信

5、等）相比，具有通信容量大、覆盖地域广、不受地理条件限制和通信方式机动灵活等显著优点。随着互联网和卫星通信技术的迅速发展，卫星网络也被考虑作为下一代互联网部分，提供宽带接入[1,2]。卫星网络的另一个显著特点是具有良好的可扩展性[3]。2.BGP-S协议介绍通常的混合网络包括陆地因特网和基于IP的卫星网。陆地因特网是以自治系统进行组织的。每个AS内，路由是通过内部网关协议（IGP）完成的。AS间的路由是基于外部网关协议（EGP），如BGP-4。卫星网络应该具有如下属性：卫星网络可在两个网关间转发单个数据包。图1

6、混合陆地/卫星网络结构2____________________________2基金项目：国家下一代互联网示范工程(CNGI-04-12-2A)；广电总局高校科技项目(BG0206)作者简介：张××，男，博士后，主要研究领域为卫星网络、通信网络的性能分析和计算机图形学等；石××，男，教授、博士生导师，主要研究领域为计算机动画、图论和建模仿真等。2……3.卫星网络的特性分析3.1.卫星网络节点的几何特性分析如图2所示，我们通过轨道高度为、半覆盖角为的卫星网络中的卫星节点进行几何特性分析[5]。其中，是卫星的仰

7、角，是地球的半径（取6378.14km）。3.2.卫星网络中时延组成分析数据包从地面发出、经过卫星网络传输，直到返回地面的过程中产生的时延迟有通过星地链路的传播时延、发送及接收数据包所产生的传输时延和排队时延等。3.2.1.传播时延(propagationdelay)根据通信源和目的的方向可将传播时延（）分为上行星地链路通信时延（）和下行星地链路通信时延（）。3.2.2.传输时延(transmissiondelay)传输时延（）为以网络传输速率传输数据包所产生的时延，计算公式如下：，其中表示数据包的大小；表示

8、数据传输速率，一般情况下，数据传输速率为网络的带宽。3.3卫星网络中时延组成分析定义1：全双工通信是指节点向节点传递消息（数据包）的同时，节点也向节点传递消息（数据包）。在全双工通信模式下，会存在共同竞争使用资源（如缓存区、带宽等）的现象。4.模型性能评价为了便于计算和求解SPN模型，我们采用如表1所示的统一计量单位：表1统一计量单位表对象名统一单位链路时延ms地球半径Rekm卫星轨道高度Hkm电磁