[論文レビュー] Performance Measurement of the Heterogeneous Network

Soumen Kanrar, Mohammad Siraj|arXiv (Cornell University)|Oct 17, 2011

Network Traffic and Congestion Control参考文献 5被引用数 6

ひとこと要約

本稿では、マルチサーバーシステムにおける遅延をモデル化するため、連続時間マーカフチェーン（非出生死滅過程）を用いた性能測定フレームワークを提案する。キューイングメカニズムとスケジューリングアルゴリズムの評価を通じ、ネットワーク最適化のための改善された遅延分析を実証し、無線ドメインへの応用可能性も示唆する。

ABSTRACT

Till today we dreamt of imperceptible delay in a network. The computer science research grows today faster than ever offering more and more services (computational representational, graphical, intelligent implication etc) to its user. But the problem lies in "greater the volume of services greater the problem of delay". So tracing delay, or performance analysis focusing on time required for computation, in a existing or newly configured network is necessary to conclude the improvement. In this paper, we have done the job of delay analysis in a multi-server system,. For this proposed work we have used continuous -parameter Markov chains (Non -Birth -Death Process),for developing the required models, and for developing the simulator we have used queuing networking, different scheduling algorithms at the servers queue and process scheduling . The work can be further extended to test the performance of wireless domain.

研究の動機と目的

• 現代のコンピューティング環境におけるサービス量の増加に伴うネットワーク遅延の増大という課題に対処すること。
• マルチサーバー・ネットワークシステムにおける遅延を体系的に分析・測定する手法を開発すること。
• 連続パラメータを有するマーカフチェーンを用いて、ネットワーク性能を動的挙動を捉えるようにモデル化すること。
• さまざまなスケジューリングアルゴリズムがキュー管理および応答時間に与える影響を評価すること。
• 将来の無線ネットワークドメインにおける性能分析への基盤を提供すること。

提案手法

• マルチサーバーネットワークにおけるリクエストフローの確率的挙動をモデル化するため、連続時間・非出生死滅マーカフチェーンを採用する。
• サーバーおよびプロセススケジューリングのダイナミクスを表現するため、キューイングネットワーク理論に基づくシミュレーションフレームワークを設計する。
• さまざまなスケジューリングアルゴリズムをサーバー・キューのレベルに統合し、異なる構成条件での性能を比較する。
• 数学的モデリングを用いて、状態遷移確率および定常状態の性能指標を導出する。
• さまざまな負荷条件下での遅延およびスループットを評価するために、シミュレーションによるモデルの妥当性を検証する。
• フレームワークを活用して、異種ネットワーク環境における計算遅延および通信遅延を分析する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 マルチサーバーの異種ネットワークにおける遅延を、どのように効果的にモデル化し測定できるか？
• RQ2 さまざまなスケジューリングアルゴリズムがキュー応答時間およびシステム性能に与える影響は何か？
• RQ3 マーカフチェーンモデルが、複雑なネットワーキングシステムの性能特性をどの程度正確に捉えることができるか？
• RQ4 サービス量の増加が、異種ネットワークにおけるエンドツーエンド遅延にどのように影響するか？
• RQ5 提案されたモデルは、無線ネットワーク環境における性能分析に拡張可能か？

主な発見

• 連続時間マーカフチェーンの使用により、マルチサーバー・ネットワークシステムにおける遅延ダイナミクスの正確なモデル化が可能になった。
• サーバー・キューのレベルでの異なるスケジューリングアルゴリズムは、応答時間およびスループットに測定可能な差異を生じた。
• シミュレーションフレームワークは、さまざまな負荷および構成条件における性能のトレードオフを効果的に捉えた。
• モデルは、異種ネットワークアーキテクチャにおける性能ボトルネックの同定に定量的根拠を提供する。
• このアプローチは無線ドメインへも拡張可能であり、将来的なネットワーク性能分析における広範な適用可能性を示唆する。
• 本研究は、複雑でサービス集約型のネットワークにおける遅延分析の検証済みのメソドロジカルフレームワークを貢献した。