【正文】 工作方式作為數(shù)據(jù)傳輸手段，對(duì)于較邊遠(yuǎn)的、有線網(wǎng)絡(luò)無(wú)法布設(shè)的地區(qū)采用CDMA/GPRS/GSM/SMS[35] [36]混合的數(shù)據(jù)傳輸方式，對(duì)重點(diǎn)監(jiān)控設(shè)施采用多營(yíng)運(yùn)商或多接入手段冗余的方式工作，對(duì)大數(shù)據(jù)量場(chǎng)合采用多通信方式和多個(gè)通信信道[37]負(fù)載平衡的混合通信方式工作。 混合通信技術(shù)的設(shè)計(jì)思想分層設(shè)計(jì)由于監(jiān)控系統(tǒng)之間的通信過(guò)程十分復(fù)雜，開(kāi)發(fā)混合通信技術(shù)并為其制定相應(yīng)的協(xié)議有較大的困難。通常，為了設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)上的方便，把復(fù)雜的協(xié)議分解為一些較為簡(jiǎn)單的部分，然后通過(guò)各部分之間的接口組合起來(lái)，構(gòu)建分層的協(xié)議[38]。實(shí)際上，通信協(xié)議最適合的架構(gòu)方式就是層次系統(tǒng)[39]，采用層次結(jié)構(gòu)的協(xié)議有以下優(yōu)點(diǎn)：首先，各層之間是獨(dú)立的，某一層并不需要知道它的下一層是如何實(shí)現(xiàn)的，而僅需要知道該層通過(guò)層間的接口所提供的服務(wù)；其次，靈活性好，當(dāng)任何一層發(fā)生變化時(shí)，只要接口關(guān)系保持不變則在這層以上和以下各層均不受影響；再者，結(jié)構(gòu)上可分割，各層都可以采用最合適的實(shí)現(xiàn)技術(shù)；同時(shí)，易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù)，分層結(jié)構(gòu)使得實(shí)現(xiàn)和調(diào)試一個(gè)龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)變得易于處理，整個(gè)系統(tǒng)已被分解為若干個(gè)易于處理的范圍更小的部分；最后，由于每一層的功能和所提供的服務(wù)都已有精確的說(shuō)明，能促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作。混合通信技術(shù)采用分層的設(shè)計(jì)思想，同時(shí)考慮到混合通信協(xié)議向下需要支持不同種類(lèi)和數(shù)量的通信鏈路接口，向上需要對(duì)遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集等不同功能應(yīng)用提供可裁減的開(kāi)放性支持。分層設(shè)計(jì)時(shí)需合理區(qū)分監(jiān)控相關(guān)的功能和通信相關(guān)的功能，并將其分離開(kāi)來(lái)，分別在不同的層次實(shí)現(xiàn)之。其次，在通信相關(guān)之下，還需區(qū)分和融合通信信道通用的功能和各種通信信道各自的適用性處理。各層通過(guò)層次間的接口進(jìn)行耦合，使其能夠構(gòu)成一個(gè)有機(jī)的整體，在保障可靠性和安全性的同時(shí)能夠兼顧協(xié)議的高效性和開(kāi)放性，且便于開(kāi)發(fā)和維護(hù)?？鐚訉?shí)現(xiàn)混合通信技術(shù)的設(shè)計(jì)中還融合了跨層實(shí)現(xiàn)的思想，使任意兩層之間能夠互相提供和利用有用信息，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)機(jī)制。例如可以調(diào)整速率、功率和編碼以滿足當(dāng)前信道和網(wǎng)絡(luò)狀況下應(yīng)用的需要，也可根據(jù)當(dāng)前的鏈路、網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)狀況來(lái)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，或區(qū)分處理阻塞或非阻塞造成的數(shù)據(jù)包丟失等。跨層實(shí)現(xiàn)和優(yōu)化是一種嶄新的設(shè)計(jì)模式，其目的就是通過(guò)跨層信息的交互來(lái)改善網(wǎng)絡(luò)總的系統(tǒng)性能，諸如網(wǎng)絡(luò)容量，能效以及對(duì)大量業(yè)務(wù)的QoS的支持等，也可以采用跨層技術(shù)支持無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和有線網(wǎng)絡(luò)的繼承和不同網(wǎng)絡(luò)的融合。無(wú)論是有線網(wǎng)絡(luò)還是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，都可用該技術(shù)來(lái)改善網(wǎng)絡(luò)的性能。跨層設(shè)計(jì)的核心思想就是實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或更多協(xié)議層之間的優(yōu)化和控制，以及相互間信息的交換，從而達(dá)到顯著的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)性能改善的目的。傳統(tǒng)的、嚴(yán)格劃分層次的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)缺乏靈活性，層次的設(shè)計(jì)目的是使之能在最壞的條件下工作，而不是為了適應(yīng)條件的變化，這必然會(huì)降低頻譜和功率的效率。不斷發(fā)展的各種通信網(wǎng)絡(luò)要求支持多種業(yè)務(wù)類(lèi)型以及服務(wù)質(zhì)量(QoS)要求，并且要支持網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的復(fù)雜變化，這就需要打破傳統(tǒng)的模式更加關(guān)注各層之間網(wǎng)絡(luò)性能的協(xié)調(diào)配合。此外，混合通信技術(shù)還將為特殊的通信網(wǎng)絡(luò)和特殊的應(yīng)用預(yù)留直通方案，例如視頻流的傳輸和射頻網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，使其實(shí)現(xiàn)內(nèi)部跨層傳遞。隊(duì)列緩沖由于各遠(yuǎn)程監(jiān)控子系統(tǒng)之間交換的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和監(jiān)控指令可以從本質(zhì)上抽象為消息形態(tài)進(jìn)行表達(dá)和傳輸，而把大型建筑遠(yuǎn)程監(jiān)控的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)確定為進(jìn)行安全、可靠、有效的遠(yuǎn)程消息交換，因此對(duì)混合通信數(shù)據(jù)收發(fā)核心功能的實(shí)現(xiàn)可以采用數(shù)據(jù)發(fā)送隊(duì)列緩存模式進(jìn)行設(shè)計(jì)。采用數(shù)據(jù)發(fā)送緩沖隊(duì)列可有效降低各子系統(tǒng)之間的耦合度，在發(fā)送進(jìn)程的執(zhí)行過(guò)程中引進(jìn)一個(gè)異步環(huán)節(jié)，可以降低發(fā)送環(huán)節(jié)的資源消耗和出錯(cuò)概率，并有助于分布式數(shù)據(jù)采集、集中式數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆植际竭h(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)?？紤]到大型建筑結(jié)構(gòu)安全遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中常常有不同重要程度的數(shù)據(jù)發(fā)送，尤其對(duì)于報(bào)警數(shù)據(jù)和調(diào)度指令的傳輸需要確保其優(yōu)先級(jí)，因此在數(shù)據(jù)輸入緩存隊(duì)列時(shí)可能需要區(qū)分優(yōu)先級(jí)別，所以本文實(shí)際上采用的是一個(gè)多優(yōu)先級(jí)先入先出FIFO的發(fā)送數(shù)據(jù)緩存隊(duì)列。而這個(gè)多優(yōu)先級(jí)發(fā)送數(shù)據(jù)緩存隊(duì)列的輸出則是系統(tǒng)預(yù)先配置好的多個(gè)或多種輸出信道，信道的特性不同則隊(duì)列的數(shù)據(jù)輸出效率也不同。實(shí)際上緩存隊(duì)列的設(shè)置也降低了產(chǎn)生數(shù)據(jù)的應(yīng)用進(jìn)程和信道間的耦合度，提高了系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和運(yùn)行效率。內(nèi)置安全性和可靠傳輸機(jī)制由于不同接入信道的安全性和可靠性不同，不同通信環(huán)境和不同網(wǎng)絡(luò)狀況下通信協(xié)議的表現(xiàn)也差異較大，在開(kāi)發(fā)混合通信協(xié)議時(shí)要考慮最壞的情況，并按正常情況進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，因此在混合通信協(xié)議的設(shè)計(jì)中應(yīng)內(nèi)置安全性和可靠傳輸機(jī)制，以降低對(duì)信道特性的依賴(lài)性。同時(shí)，要考慮到不同監(jiān)控應(yīng)用對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院涂煽啃缘囊蟛煌?，混合通信協(xié)議的安全性和可靠性實(shí)現(xiàn)應(yīng)該可用戶化配置，要允許對(duì)不同通信信道的接入方式和工作參數(shù)進(jìn)行獨(dú)立的配置或裁減。 混合通信技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸能力分析 混合通信交換隊(duì)列性能分析混合通信中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換的核心是一個(gè)具有多優(yōu)先級(jí)的發(fā)送數(shù)據(jù)緩存隊(duì)列機(jī)制，由輸入和輸出兩種隊(duì)列[40]組成，均采用先到先服務(wù)(FCFS)的信息處理方式。 數(shù)據(jù)交換層的緩沖排隊(duì)模型輸入隊(duì)列用于緩存從監(jiān)控相關(guān)的功能應(yīng)用層到達(dá)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，假設(shè)分高、低兩個(gè)優(yōu)先級(jí)分別排入兩個(gè)隊(duì)列。高優(yōu)先級(jí)隊(duì)列采用完全服務(wù)規(guī)則，即如果該隊(duì)列有數(shù)據(jù)，則系統(tǒng)只有在處理完這些數(shù)據(jù)后才轉(zhuǎn)去處理低優(yōu)先級(jí)隊(duì)列中的數(shù)據(jù)。低優(yōu)先級(jí)隊(duì)列采用限定服務(wù)規(guī)則，即系統(tǒng)每處理完本隊(duì)列一條信息后要檢查高優(yōu)先級(jí)隊(duì)列，只有當(dāng)高優(yōu)先級(jí)隊(duì)列為空時(shí)，才處理下一條。輸出緩沖隊(duì)列緩存發(fā)往信道相關(guān)的通信接口層的數(shù)據(jù)，每個(gè)信道連接設(shè)一個(gè)輸出隊(duì)列，兩種優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)共享同一隊(duì)列。根據(jù)大型建筑結(jié)構(gòu)安全遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中數(shù)據(jù)通信的實(shí)際情況，結(jié)合隊(duì)列模型[41]所需的條件，對(duì)混合通信中的數(shù)據(jù)交換作如下假設(shè)：每條信息長(zhǎng)度相等，且不作復(fù)用，到達(dá)概率服從泊松分布，速率為λ(高、低優(yōu)先級(jí)分別為λ1和λ2)，其中高優(yōu)先級(jí)所占比率為α。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)間與數(shù)據(jù)到達(dá)時(shí)間相互獨(dú)立，且每一個(gè)時(shí)刻只能轉(zhuǎn)發(fā)一條信息，速率為定值μ；所有數(shù)據(jù)等概率地轉(zhuǎn)發(fā)到各輸出隊(duì)列，各輸出隊(duì)列數(shù)據(jù)到達(dá)率為λ0，其數(shù)據(jù)的傳輸速率為μ0。各輸出信道每個(gè)時(shí)刻只能分別傳輸一條信息，且每個(gè)信道同時(shí)可被使用數(shù)為1；當(dāng)輸入隊(duì)列的頭部數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的輸出隊(duì)列已滿時(shí)，發(fā)生輸入隊(duì)列頭阻塞。這意味著在數(shù)據(jù)交換的層內(nèi)部不會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)丟失。在具有優(yōu)先級(jí)的網(wǎng)絡(luò)排隊(duì)模型中，對(duì)信息的處理模式有兩種：搶占式服務(wù)模式和非搶占式服務(wù)模式。所謂搶占式服務(wù)模式是指當(dāng)系統(tǒng)正在為低優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)提供服務(wù)時(shí)，如果有高優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)信息到達(dá)，系統(tǒng)會(huì)中止對(duì)當(dāng)前低優(yōu)先級(jí)信息的服務(wù)而轉(zhuǎn)向?yàn)樾碌竭_(dá)的高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)提供服務(wù)；所謂非搶占式服務(wù)模式則是指當(dāng)上述情況發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)并不中止當(dāng)前服務(wù)，而只是在當(dāng)前對(duì)低優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)的服務(wù)結(jié)束時(shí)再轉(zhuǎn)向?yàn)樾碌竭_(dá)的高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)服務(wù)。混合通信中的數(shù)據(jù)交換選用了非搶占式的信息處理模式，主要是考慮以下三個(gè)原因：首先，混合通信中的數(shù)據(jù)交換不容易實(shí)現(xiàn)搶占式服務(wù)。要實(shí)現(xiàn)搶占式處理，必須能夠?qū)崟r(shí)地獲得高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)的到達(dá)信息，而目前的操作系統(tǒng)一般都是消息驅(qū)動(dòng)的分時(shí)系統(tǒng)，無(wú)法保證在運(yùn)行信息處理程序時(shí)，一定會(huì)馬上對(duì)新到達(dá)的高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)的消息進(jìn)行處理，所以實(shí)現(xiàn)起來(lái)難度較大。其次，兩種信息處理模式的性能差別主要是由單個(gè)數(shù)據(jù)的平均處理速率決定的。而在當(dāng)前的軟硬件條件下，混合通信轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的速率非?？欤詫?shí)際上兩種處理模式的實(shí)時(shí)特性差別并不明顯。另外，在衡量混合通信中數(shù)據(jù)交換的整體性能時(shí)，除了考慮高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性外，低優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性也是監(jiān)控系統(tǒng)所要求的。而搶占式的服務(wù)模式盡管提高了高優(yōu)先級(jí)的實(shí)時(shí)性，但效果不明顯，卻降低了低優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性，犧牲了數(shù)據(jù)交換的整體性能，同時(shí)增加了系統(tǒng)的復(fù)雜度。從以上的假設(shè)條件和信息處理方式可以看出，輸入隊(duì)列符合具有兩個(gè)優(yōu)先級(jí)的簡(jiǎn)單(非搶占)優(yōu)先級(jí)的M/D/1模型，而輸出隊(duì)列則符合隊(duì)列長(zhǎng)度為k的M/D/1/k模型。因此，： ()： ()對(duì)系統(tǒng)平均總時(shí)延詳細(xì)的計(jì)算分析參見(jiàn)附錄A所述。在緩沖排隊(duì)模型中輸入隊(duì)列的優(yōu)先級(jí)為高低兩級(jí)，在實(shí)際使用中可根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的需要將輸入隊(duì)列設(shè)為更多優(yōu)先級(jí)別，如本文中設(shè)計(jì)的協(xié)議最多允許發(fā)送數(shù)據(jù)的優(yōu)先級(jí)為八個(gè)級(jí)別。模型中已假設(shè)各網(wǎng)絡(luò)信道的時(shí)延對(duì)網(wǎng)絡(luò)阻塞的影響是一樣的，而實(shí)際上不同時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)信道將有不同程度的影響。另外，本文還提出了隊(duì)列數(shù)據(jù)發(fā)送失敗和換信道直接重發(fā)的機(jī)制，可以看作是一種帶有反饋的多優(yōu)先級(jí)隊(duì)列[42]，會(huì)增加系統(tǒng)平均總延時(shí)；而如果允許發(fā)往同一目的地的數(shù)據(jù)包進(jìn)行復(fù)用處理，則會(huì)將降低系統(tǒng)平均總延時(shí)。還有，雖然有數(shù)據(jù)包的大小限制，但在實(shí)際的監(jiān)控應(yīng)用中監(jiān)控指令和數(shù)據(jù)的大小是各不相同的，就單個(gè)數(shù)據(jù)包而言，數(shù)據(jù)包的大小越大傳輸?shù)难訒r(shí)越大。 Internet傳輸?shù)臅r(shí)延影響上一小節(jié)的隊(duì)列模型中假設(shè)了各網(wǎng)絡(luò)信道的時(shí)延對(duì)網(wǎng)絡(luò)阻塞的影響是一樣的，而實(shí)際上不同網(wǎng)絡(luò)信道的傳輸時(shí)延各不相同，對(duì)網(wǎng)絡(luò)阻塞產(chǎn)生的影響也不同。網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延[43]總是隨著網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀況而不斷地變化，在因特網(wǎng)信息的傳遞過(guò)程中將產(chǎn)生較大的延時(shí)并有一定的延時(shí)不確定性，使得信息傳遞的連續(xù)性遭到破壞，因此需要找出影響時(shí)延的各因素并改進(jìn)之。一般而言，傳輸時(shí)延主要與兩類(lèi)因素密切相關(guān)。其一、網(wǎng)絡(luò)本身的性能，即完全獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)測(cè)量方法，僅與網(wǎng)絡(luò)本身的硬件特性相關(guān)，主要包括以下三個(gè)方面的因素：網(wǎng)絡(luò)的物理介質(zhì)：不同的物理介質(zhì)，例如光纖、以太網(wǎng)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)等，隨著底層物理信號(hào)實(shí)現(xiàn)、轉(zhuǎn)換的不同，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)本身帶寬各不相同，因此對(duì)于具有一定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)報(bào)文而言，其傳輸速度也各不相同。并且，在某些介質(zhì)中，還需要對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行調(diào)制和解調(diào)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)甚至是光信號(hào)的相互轉(zhuǎn)變，因此相對(duì)而言額外的時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)較大；當(dāng)前傳輸所需經(jīng)過(guò)的路由、轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)、過(guò)濾次數(shù)：路由器的路由、轉(zhuǎn)發(fā)實(shí)現(xiàn)需要時(shí)間，而在路由上等待轉(zhuǎn)發(fā)也同樣需要時(shí)間。因此經(jīng)過(guò)的路由器個(gè)數(shù)越多，轉(zhuǎn)發(fā)的次數(shù)越多，帶來(lái)延時(shí)也就越大。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)中的交換機(jī)或路由器均有輸入和輸出緩沖隊(duì)列，當(dāng)路由器負(fù)荷越重，等待隊(duì)列越長(zhǎng)，延時(shí)也就越大。同樣，在經(jīng)過(guò)防火墻時(shí)，防火墻會(huì)對(duì)報(bào)文進(jìn)行掃描、過(guò)濾，不同效率的防火墻、不同的過(guò)濾次數(shù)(經(jīng)過(guò)防火墻的個(gè)數(shù))等，都會(huì)對(duì)報(bào)文的傳輸延時(shí)產(chǎn)生影響；網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的不同實(shí)現(xiàn)方式：數(shù)據(jù)鏈路層對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)文的傳輸存在多種實(shí)現(xiàn)方式，在完全相同的上層協(xié)議和底層的物理鏈路上，不同傳輸機(jī)制的實(shí)現(xiàn)對(duì)傳輸延時(shí)會(huì)產(chǎn)生不同的影響。早期的鏈路層協(xié)議，只有當(dāng)發(fā)送(接收)緩沖區(qū)滿時(shí)，才開(kāi)始進(jìn)行“丟尾”操作，即直接將溢出的數(shù)據(jù)丟失，這樣的處理，使網(wǎng)絡(luò)在抗報(bào)文的猝發(fā)情況時(shí)性能極差，使傳輸延時(shí)呈現(xiàn)較大的波動(dòng)。而相比之下，現(xiàn)在新的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，采用RED (Random Early Detection)機(jī)制，在緩存區(qū)沒(méi)有達(dá)到滿時(shí)，就開(kāi)始有選擇，例如可以根據(jù)報(bào)文的QoS請(qǐng)求級(jí)別進(jìn)行報(bào)文丟棄，這樣使得網(wǎng)絡(luò)抗猝發(fā)的性能大為增強(qiáng)，也使得傳輸延時(shí)比較穩(wěn)定。總之，底層數(shù)據(jù)鏈路層不同的實(shí)現(xiàn)方式，會(huì)對(duì)傳輸延時(shí)產(chǎn)生極大的影響。其二、測(cè)量報(bào)文的特定性能，相對(duì)因素一而言，這與網(wǎng)絡(luò)具體的測(cè)量方式密切相關(guān)，主要可以分成如下兩個(gè)方面：承載測(cè)量報(bào)文的協(xié)議類(lèi)型：網(wǎng)絡(luò)的傳輸延時(shí)，往往要根據(jù)實(shí)際的情況(如對(duì)方防火墻設(shè)定的過(guò)濾協(xié)議)來(lái)選取合適的通信協(xié)議。而不同的協(xié)議，有著不同的發(fā)送機(jī)制和速率控制模式，其實(shí)現(xiàn)方式也各不相同。對(duì)接收方而言，從收到承載報(bào)文到給出反饋報(bào)文的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，也隨著協(xié)議的不同而各不相同，響應(yīng)的時(shí)間、處理的時(shí)間都不一樣，因此選用不同協(xié)議測(cè)試的結(jié)果可能會(huì)存在一定的差異；報(bào)文長(zhǎng)度、發(fā)送頻率：在一段具體的鏈路上，帶寬一定的情況下，報(bào)文的長(zhǎng)度、發(fā)送頻率與傳輸延時(shí)成正比。因此，報(bào)文越長(zhǎng)，頻率越高，其傳輸時(shí)延也就越大；此外，當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)流量、處理機(jī)性能(包括其接收、處理數(shù)據(jù)報(bào)文的速度)和其當(dāng)前的作業(yè)量等，也對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延產(chǎn)生影響。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)或處理機(jī)處于重載時(shí)，其傳輸速度、響應(yīng)處理速度會(huì)大大下降，此時(shí)若測(cè)量網(wǎng)絡(luò)傳輸延時(shí)，測(cè)量結(jié)果將比輕載時(shí)大。而TCP/IP是Internet的通信標(biāo)準(zhǔn)，其網(wǎng)絡(luò)延時(shí)T可表示為四部分延時(shí)之和：本地主機(jī)數(shù)據(jù)處理延時(shí)[44]：當(dāng)應(yīng)用程序向協(xié)議軟件傳遞數(shù)據(jù)信元時(shí)，協(xié)議軟件將由應(yīng)用層至網(wǎng)絡(luò)層逐層地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝處理，而后進(jìn)行發(fā)送；物理線路上信號(hào)傳輸延時(shí)：如上分析的因素一之中的第一因素，但由于這一延時(shí)與整體延時(shí)相比不在一個(gè)數(shù)量級(jí)上，因此通信節(jié)點(diǎn)之間的地理距離并不是決定延時(shí)大小的主要因素；中間路由器數(shù)據(jù)處理延時(shí)：如上分析的因素一之中的第二因素，它是網(wǎng)絡(luò)延時(shí)的主要組成部分；遠(yuǎn)程主機(jī)數(shù)據(jù)處理延時(shí)：遠(yuǎn)程主機(jī)需要對(duì)收到的數(shù)據(jù)報(bào)進(jìn)行解釋并對(duì)其進(jìn)行校驗(yàn)和重新排序等，再送于應(yīng)用層的程序進(jìn)行處理。因此，網(wǎng)絡(luò)延時(shí)及其不確定性主要決定于數(shù)據(jù)所經(jīng)過(guò)的跳數(shù)以及在每一跳上所花費(fèi)的時(shí)間。因特網(wǎng)是采用動(dòng)態(tài)路由機(jī)制來(lái)傳輸數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的，但這種動(dòng)態(tài)并不等于隨機(jī)路由，只有當(dāng)互聯(lián)網(wǎng)的情況發(fā)生嚴(yán)重變化時(shí)，例如路由失效、嚴(yán)重?fù)砣?，轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報(bào)的路由路徑才會(huì)改變。對(duì)因特網(wǎng)路由行為的研究表明通信雙方或多方在會(huì)話期間路由很少改變，大部分的數(shù)據(jù)流沿同一條物理路徑傳輸，也被稱(chēng)為路由的持久性。但由于路由持久性的存在，動(dòng)態(tài)路由機(jī)制并不能使信息傳遞路由跳數(shù)不斷產(chǎn)生變化。而數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)延時(shí)則是不斷地發(fā)生著變化，即使相鄰的兩個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)其延時(shí)也不盡相同，即有著不確定性。因此，動(dòng)態(tài)路由機(jī)制并不是延時(shí)不確定性產(chǎn)生的根本原因。合理的解釋是負(fù)載的不確定性變化導(dǎo)致了網(wǎng)絡(luò)延時(shí)變化的不確定性。目前基于TCP/IP協(xié)議的Internet在網(wǎng)絡(luò)接口層普遍采用隨機(jī)競(jìng)爭(zhēng)類(lèi)的媒體訪問(wèn)控制協(xié)議，多個(gè)通信節(jié)點(diǎn)共享通信信道資源。而網(wǎng)上的數(shù)據(jù)傳輸有一種突發(fā)性的特點(diǎn)，由于共享帶寬的原因，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)流量突然增大時(shí)，將造成其經(jīng)過(guò)的路由器的負(fù)載增大，從而等待路由器進(jìn)行處理的數(shù)據(jù)增多，這樣數(shù)據(jù)排隊(duì)等待處理的時(shí)間增長(zhǎng)，使得數(shù)據(jù)報(bào)的延時(shí)增大，即造成了整體時(shí)延的增大。另外，當(dāng)路由器的負(fù)載超過(guò)其處理能力時(shí)，將對(duì)隨后到達(dá)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行丟棄處理，這樣對(duì)以TCP協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包來(lái)講，將造成數(shù)據(jù)報(bào)的重發(fā)以及發(fā)送主機(jī)TCP滑動(dòng)窗口的減小，這些最終都將造成數(shù)據(jù)報(bào)延時(shí)的瞬間增大。這是延時(shí)不確定性產(chǎn)生的主要原因。 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