第二章 文獻回顧
2.2 資料通訊網路績效評估
2.2.1 簡介
現實世界中存在著各式各樣的通訊網路，每一個通訊網路皆具有其不同的特 性，且負責傳遞不同的資訊內容，也因此不同的資訊內容對網路而言產生了不同 的流量，也對通訊網路本身造成了程度不等的負擔，學理上利用了數學分析與建 構模擬模式兩個方式，針對通訊網路的流量進行分析工作，進一步去評估該通訊 網路的績效及會影響該通訊網路績效的各種因素。
數學分析與電腦模擬為學理上探討通訊網路績效的兩個主要方法[4]，透過這 兩個方法所建構出的模式，可將複雜的通訊網路系統與以簡化卻也不失去其運作 機制與特性，對於通訊網路的績效評估而言是非常良好的研究工具。
數學分析主要是建立多條方程式並結合統計學相關理論，建立數學模式來推 導並評估通訊網路系統的績效，其中包括影響通訊網路績效的固定和變動參數 等；電腦模擬則是利用程式的撰寫或是模擬軟體的應用來模仿( imitate )通訊網路 的運作架構，主要是以等候理論為基礎，建構出等候伺服端( Queue Server )來表 現通訊網路系統的運作過程，並藉由相關統計指標來評估整個通訊網路系統的績 效，一般說來，當我們面對的是複雜且龐大的通訊網路系統時，數學分析往往非 常困難發展出方程式來表現通訊網路的特性，而此時利用電腦模擬的方式就成為 較為良好的研究工具；現實世界中運輸通訊網路系統因多樣且不斷變動的資訊需 求，而使得整個網路行為極為複雜，再加以上述之 NTCIP 網路架構其實極為複 雜，因此本研究使用電腦模擬為此次的研究工具，針對研究目的進行後續的研究 工作。
2.2.2 通訊網路之模擬
電腦模擬主要應用在解決產生隨機離散( stochastic discrete )事件/需求的通 訊網路或是通訊協定模式，而在隨機離散事件的模擬中，實際通訊網路在運作時
的各項元件都會被納入電腦模擬模式的考量當中，主要的目的為能夠完整表現通 訊網路間的連接情形，以求能真實的呈現真實通訊網路的運作狀況，進一步能利 用績效評估指標獲得正確的通訊網路績效值；在事件產生的類型方面則包括事件 到達、事件傳遞及錯誤訊息產生等，此三種類型也是真實通訊網路會產生的資訊 需求；而常用的通訊網路績效評量的指標方面則包含容量( capacity )、有效輸出 ( Throughput )、資料遺失/錯誤率( loss/error probability )、延滯( delay )及等候列長 度( queue length)等[4]。
容量乃是指一個通訊網路系統與特定時間內所能應付的最大通訊量，而衡量 容量的單位一般來說有 Erlang/s, bit/s 和 packet/s，Erlang/s 是最常被採用的衡量 單位，目前也是電信交通( teletraffic )中所認定的標準單位，但是在某些情形下 Erlang/s 並不適合當作衡量容量的單位，如乙太網路( Ethernet )和大部分的區域 網路( Lans )架構，在此情形下採用 packet/s 或 bit/s 來作為單位較為適合，而運輸
延滯時間則可視為真實通訊網路運作中，資料抵達某一終端設施時等待處理
Ozgur Ulusoy[5]針對即時通訊網路系統發展出一個新的通訊協定，根據載波 偵 測 多 重 存 取 碰 撞 重 送 ( Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection, CSMA/CD )而設計，並利用電腦模擬的方式進行績效評估，其績效評量指標採用 資料傳送成功率來計算。
Hala ElAarag, Mostafa Bassiouni[6]則針對TCP通訊協定於理想和非理想網路 狀態下的績效進行評估，針對理想網路狀態發展出一模擬模式，此模式採用有效 輸出及延滯時間當作評量指標，其實驗結果大致符合實際TCP通訊協定之運作情 形，並可供TCP協定於無線通訊技術中延伸參考之用。
Erol Gelenbe, Ricardodo Lent, Zhihuang Xu[7]則利用不斷改變網路流量的方 式，配合建立一樣版(demo)模式模擬cognitive packets network( CPN )運作情形，
其評估指標為延滯時間。
Samphel Norden, S. Balaji, G. ManiMaran, C. Siva Ram Murthy[8]則針對多重存 取的即時通訊網路之介質存取控制協定進行績效評估，提出在此環境下載波偵測 多重存取碰撞重送通訊協定表現較好，該文章以延滯時間作為績效衡量的評估指 標。
連紀舜[9]則建立一通訊網路模擬模式，呈現NTCIP中傳輸層的通訊協定運作
情形，其以封包之inter-arrival time及arrived data packets當作模式的衡量指標，並 針對queue length, timeout period及retrial次數進行敏感度分析，該文為首次探討到 NTCIP內部運作之相關文獻，與本研究內容較為相關，其結論將被當作本研究之 重要參考依據。