Performance Analysis of High Speed Fiber LAN

高速光纖網路（HIGH SPEED FIBER LAN）為資料通訊（DATA COMMUNICATION）開創了一個新的紀元，在這篇論文，我們提出一種高速光纖網路之模型，並加以研究。此模型包含多個以太網路（ETHERNET），並利用一個分散式資料處理光纖介面（FDDI）充作中樞環（BACKBONE RING）來連接每一個以太網路。為了便利對此模型進行效益評估研究，我們將此模型中的資料到達過程（MESSAGE ARRIVALS）假設成馬可夫過程模型（MARKOVIAN）且其資料長度具有指數分配（EXPONENTIAL DISTRIBUTED）特性。我們的效益評估發現，此高速光纖網路（以下簡稱F網路，F-LAN）較傳統的以太網路能夠負載更高的資料流量（DATA TRAFFIC）。對以太網路而言，只有在資料流量較小時，才能運作得很好（例如，平均每單位時間少於0.5個資料）；而在資料流量比較大時，以太網路就會產生擁塞的現象（例如，每單位時間接近一個資料）。針對資料流量較大時，我們利用F網路將整個資料負載分割成許多比原先的負載小得很多的小以太網路，分別掛在F網路下。因為每一個以太網路的負載都很小，即使整個網路的流量很大時（例如，平均每單位時間超過一個資料以上時），F網路仍可提供一個良好的運作環境。我們提出一個數學分析得到的評估公式來描述此模型的系統效益，而且寫一個模擬程式來模擬此系統。我們籍由評估公式計算和系統模擬兩方面所得之效益評估資料來闡明F-LAN如何可以用來改善網路系統的效益。High Speed Fiber LAN provides a new era for data communication. In this paper, a model for High Speed Fiber LAN (F-LAN) is presented. This extended F-LAN consists of multiple Ethernet segments interconnected by an FDDI backbone ring. For performance study, message arrivals are assumed to be Markovian with exponentially distributed message lengths. The performance analysis shows that this F-LAN can support much more data traffic. It is known that Ethernet works very well if data traffic is small (eg. smaller than 0.5 pkt/sec), and could be infeasible if data traffic is high (eg. 1 pkt/sec). By dividing a heavy traffic Ethernet LAN into multiple light traffic segments, F-LAN can support heavy load communication networks (even if the traffic arrival rate is greater than 1 pkt/sec), and keep every Ethernet segment working properly. In this paper, we give a mathematical expression to describe the performance of the F-LAN model, and write a simulation program to simulate the F-LAN system. Based on computational results and simulational results, we show how F-LAN can be used to improve the performance of a given local area network