In order to support services with different quality of service requirements, various priority controls have been proposed in packet networks such as ATM networks and Signaling system No.7 networks. When congestion occurs in a packet network, proper congestion control should be triggered and the packets should be treated differently according to their priorities. In this thesis, we analyze priority queueing systems and we consider their applications to the performance analysis of Signaling system No.7 networks.
In Chapter 3, we analyze a priority queueing system with congestion control based on thresholds. A triple of thresholds consisting of an abatement threshold, and onset threshold and a discard threshold was considered by San-qi Li. We extend Li's method to $N$ triples of thresholds to control packets according to priorities, and obtain the equilibrium probabilities of the system by using the Generalized Folding Algorithm and the Embedded Markov chain method. We obtain the loss probability and the mean delay of each class packet. We apply our result to signaling system No.7 network with a congestion control based on thresholds.
In Chapter 4, we analyze the transient behavior of a queueing system with congestion control based on thresholds. We assume that the arrival processes are Markovian arrival processes(MAP) which are generalization of Poisson processes and Markov modulated Poisson processes. By considering embedding Markov chain at arrival epochs, we derive the one step transition probabilities. We obtain the mean delay and the loss probabilty of packets at arrival epochs. We apply our result to signaling system No. 7 network with a congestion control based on thresholds.
In Chapter 5, we analyze a leaky bucket control scheme in the signalling system No.7 network. Burst of correlated messages can be sent through the SS7 network if access is available to user signalling bearer capabilities as specified in the CCITT Q.931 standard. These user-to-user correlated messages would cause an increase in the delay of background telephone traffic consisting of ISUP and TCAP which has been primarily transferred through the SS7 network. A leaky bucket (LB) controller is introduced to prevent the correlated messages from degrading the link delay performance of background telephone traffic (BTT). The main purpose of the LB controller is to give appropriate time separation between the correlated messages during which BTT messages can be sent. We model the system as a Markov chain and analyze the effect of time separation on the delay performance of BTT at the link transmit queue.
ATM 망이나 No.7 신호망등의 패킷망에서, 여러종류의 메시지에 다양한 품질의 서비스를 제공 하기 위해서 여러가지 우선순위 제어 방안이 제안되어 왔다. 특히 폭주가 발생하는 경우 망은 폭주의 해소를 위해 적절한 폭주제어를 실시해야하며 이러한 경우 각 메시지들은 우선순위에 따라 제어를 받게 된다. 이 논문에서는 우선순위 제어방안을 분석하고 특히 No.7 신호망의 폭주제어를 응용으로 고려한다.
제 3 장에서는 문턱값에 기반을 둔 폭주제어를 갖는 우선 순위 대기체계를 분석한다. San-qi Li에 의해 하나의 폭주해소 문턱값과 하나의 폭주개시 문턱값을 갖는 모델이 고려되었는데 우리는 두개이상씩의 문턱값을 갖는 모델을 고려한다. San-qi Li의 분석방법을 확장하고 Embedded Markov chain 방법과 Generalized Folding Algorithm을 이용하여 평형상태 확률값을 얻는다. 또한 이러한 평형상태 확률값을 이용하여 각 우선순위별로 메시지들의 손실확률과 평균지연시간을 얻는다. 이러한 결과를 No.7 신호망의 폭주제어에 응용하여 수치적인 해를 구한다.
제 4 장에서는 문턱값에 기반을 둔 폭주제어에 관한 transient한 성능분석을 한다. 도착과정으로는 일반적인 확률과정인 MAP로 가정하며 이러한 도착과정은 Poisson 도착과정과 MMPP 과정의 일반화이다. 일단계 전이확률행렬을 얻고 이를 이용하여 각 메시지들의 도착순간의 평균 지연시간 분포와 손실확률값을 얻는다. 응용으로 No.7 신호망의 폭주제어를 고려하고 수치적은 해를 이용하여 문턱값 또는 timer등의 변화에 따른 성능변화를 고찰한다.
제 5 장에서는 No.7 신호망에서 leaky bucket 제어 방안을 갖는 모델을 분석한다. 신호망을 통해 상관관계가 높은 메시지들이 동시에 보내질 수가 있다. 이러한 메시지들은 사용자들간의 메시지 교환을 목적으로 하는데 이러한 메시지들은 기존에 No.7 신호망을 이용하는 신호메시지들의 지연에 심각한 영향을 줄 수 있다. Leaky bucket 제어 방안이 이러한 상관관계가 높은 메시지들이 기존의 신호메시지들에 미치는 영향을 줄이기 위해 제안된다. Leaky bucket 제어 방안의 주된 목적은 상관관계가 높은 메시지들의 전송사이에 시간 간격을 주어서 그 시간 간격을 이용하여 기존의 신호메시지들이 전송될 수 있도록 하는 것이다. 우리는 leaky bucket 제어 방안을 갖는 시스템을 Markov chain으로 모델링하여 이러한 시간간격이 기존의 신호메시지의 지연시간에 어떠한 영향을 주는지를 분석한다.
