【问题标题】:How can I model this usage scenario?我如何为这种使用场景建模?
【发布时间】:2010-09-11 11:37:21
【问题描述】:

我想创建一个相当简单的数学模型来描述系统中的使用模式和性能权衡。

系统行为如下:

  • 客户端定期向主机网络发出多播数据包
  • 任何接收到数据包的主机都会直接以单播应答响应
  • 启动主机在给定时间段内缓存响应,然后丢弃它们
  • 如果下次需要请求时缓存已满,则从缓存而不是网络中提取数据
  • 数据包大小固定,并且始终包含相同的信息
  • 主机是对称的 - 任何主机都可以发出请求并响应请求

我想生成一些简单的数学模型(和图表)来描述在对上述系统进行一些更改的情况下可用的权衡:

  • 如果您改变主机缓存响应的时间量,会发生什么情况?这可以节省多少数据?您避免了多少次网络呼叫? (显然取决于活动)
  • 假设响应也是多播的,并且任何听到另一个客户端请求的主机都可以缓存它听到的所有响应 - 从而避免自己发出网络请求 - 这将如何影响系统的整体状态?
  • 现在,这个变得有点复杂 - 每个请求-响应周期都会改变网络中 一个 其他主机的状态,因此活动越多,缓存失效的速度就越快。我如何模拟主机数量、活动率、缓存的“脏度”(假设主机监听其他人的响应)之间的权衡以及这如何随着缓存有效期的变化而变化?不知道从哪里开始。

我真的不知道我需要什么样的数学模型,或者我如何构建它。显然,只改变两个参数更容易,但特别是对于最后一个参数,我可能要探索四个变量的变化。

感谢您的帮助和建议。

【问题讨论】:

    标签: language-agnostic optimization math networking


    【解决方案1】:

    研究标记化的 Petri 网。这些似乎是一个合适的工具,因为它们:

    • 提供模型的图形表示
    • 提供大量数学分析
    • 拥有大量先前的工作和基础分析
    • 是(相对)简单的数学模型
    • 似乎与您的问题直接相关,因为它们处理仅在指定条件下传递令牌的约束依赖网络

    我通过搜索“token Petri net”找到了一些参考资料(质量未评估)


    【讨论】:

    • 啊,不,抱歉,我可能不清楚。我认为这是某种优化问题,所以我在考虑线性代数或某种微积分。我正在谈论的图表有一个 x 和 y 轴。这更有意义吗?
    • 我认为您的评论与您的​​问题略有矛盾,而不是澄清。你说“..不知道我需要什么样的数学模型,或者我如何构建它”。但是您知道解决方案是线性代数或微积分;并且二维图是呈现此解决方案的方式。您的评论表明您有两个问题 - 一:探索多个变量,二:展示这种探索。分离问题可能会有所帮助。此外,微积分是探索离散域中问题的最佳方法吗?
    • 我已经考虑了一两个小时,这就是我得出的结论!如果我错了或误解了你的回答,我深表歉意。感觉就像一个线性优化问题。例如,您有 x、y 和 z 变量,并且对于任何给定的变量排列,都有成本。排列 x、y 和 z 以使成本最小化。如果你改变 x,如果你改变 y,或者如果你改变这三个,成本会如何变化?那种东西……你对标记化的 petri 网有一个简单的介绍吗?
    • 抱歉 - 您的评论当然澄清了您的问题,我希望我的最后评论反映了这一点。
    • @flesh 小心!如果您要使用 Petri 网,则需要“时间相关 Petri 网”......时间域不是一个小问题
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