Heavy Traffic Analysis of Controlled Queueing and Communication Networks pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Kushner, Harold J.

出品人:

页数:534

译者:

出版时间:2001-6

价格:$ 123.17

装帧:

isbn号码:9780387952642

丛书系列:

图书标签:

• Queueing Theory
• Communication Networks
• Traffic Analysis
• Performance Modeling
• Network Performance
• Stochastic Networks
• Control Theory
• Mathematical Modeling
• Computer Networks
• Probability Theory

繁忙交通流分析：受控排队与通信网络 本书深入剖析了现代通信网络和复杂系统中的流量管理难题，重点关注受控排队系统和通信网络架构下的拥堵现象及其缓解策略。在信息爆炸的时代，高效、稳定地处理海量数据传输的需求日益增长，理解并优化网络性能成为关键。本书旨在为研究人员、工程师以及对网络理论感兴趣的读者提供一个全面且深入的视角，以应对日益严峻的“重度交通”挑战。 核心内容概述： 本书的研究范畴涵盖了以下几个主要方面： 第一部分：基础理论与排队模型 排队论基础回顾： 本部分将首先回顾排队论的核心概念，包括泊松过程、指数分布、服务过程、等待时间和系统逗留时间等基本要素。在此基础上，我们将引入一些经典的排队模型，如M/M/1、M/M/c、M/G/1等，并详细阐述其数学特性和适用场景。这部分内容为理解更复杂的排队系统奠定了坚实的理论基础。 受控排队系统的建模： 区别于传统的随机排队系统，本书将着重探讨受控排队系统的特性。这类系统通常包含用于管理流量、优先级、资源分配和拥塞避免的机制。我们将介绍各种控制策略，例如： 阈值策略 (Threshold Policies): 如何设置服务率、缓冲容量等阈值来动态调整系统行为。 优先级排队 (Priority Queuing): 不同类型的数据流或服务请求如何根据其重要性获得不同的处理顺序，以及各种优先级策略（如非抢占式、抢占式）的优劣。 拥塞控制机制 (Congestion Control Mechanisms): 探讨端到端拥塞控制（如TCP的各种算法）和网络内部的拥塞避免技术，以及它们如何影响排队行为。 流量整形与调度 (Traffic Shaping and Scheduling): 分析如何通过整形器（如漏桶、令牌桶）来控制数据包到达率，以及各种调度算法（如公平排队FQ、加权公平排队WFQ）在保证服务质量（QoS）中的作用。 马尔可夫链与状态空间分析： 对于许多受控排队系统，其行为可以通过马尔可夫链进行建模。本书将深入探讨如何构建系统的状态空间，分析状态转移概率，并利用稳态分析、瞬态分析等方法来评估系统的长期性能指标，如平均等待时间、队列长度、丢包率等。 第二部分：通信网络中的应用分析 IP网络与分组交换： 本部分将排队理论应用于现代IP网络。我们将分析路由器中的缓冲管理，数据包的到达与离开过程，以及不同类型流量（如语音、视频、数据）在网络节点上的排队行为。重点关注TCP/IP协议栈中的拥塞控制算法，如TCP Reno, TCP Cubic等，以及它们如何动态地适应网络拥塞情况，并通过调整发送速率来维持网络稳定。 无线通信网络： 无线网络的信道特性（如衰落、干扰）以及共享的介质访问控制（MAC）机制，使得无线网络中的排队问题尤为复杂。本书将探讨： MAC层的排队行为： 如Aloha, CSMA/CD, CSMA/CA等协议下的数据包冲突、重传与排队。 多址接入技术的排队分析： 如OFDMA、TDMA等技术如何管理用户接入和数据传输队列。 移动通信网络中的排队： 3G, 4G, 5G等蜂窝网络中的基站缓冲管理、用户调度以及切换过程中的排队问题。 服务质量 (QoS) 与性能保障： 在许多通信应用中，端到端的延迟、抖动和带宽是至关重要的。本书将分析如何通过精确的排队模型来量化QoS参数，并探讨如何在设计网络架构和部署控制策略时，有效地满足QoS需求。例如，我们将研究为实时通信（如VoIP, IPTV）提供低延迟、低抖动的保证。 网络仿真与性能评估： 理论分析是理解网络行为的基石，但实际网络的复杂性往往需要仿真工具来验证和细化。本书将介绍常用的网络仿真器（如NS-3, OMNeT++），并展示如何利用这些工具来构建和测试复杂的受控排队系统和通信网络模型，从而进行全面的性能评估和参数优化。 第三部分：高级主题与前沿研究 拥塞控制的下一代技术： 随着网络带宽的爆炸式增长和应用多样化，传统的拥塞控制方法面临新的挑战。本书将探讨一些前沿的拥塞控制技术，例如基于机器学习的拥塞控制、多路径传输中的拥塞协调以及低延迟队列管理（如CoDel, PIE）等。 软件定义网络 (SDN) 与网络功能虚拟化 (NFV) 中的排队管理： SDN和NFV的出现为网络流量管理提供了新的灵活性。本书将探讨如何在SDN架构下，利用集中式控制器实现更智能、更精细化的流量调度和拥塞控制，以及NFV如何影响资源的分配和排队行为。 大数据与流式处理中的排队挑战： 大数据和流式处理技术对网络带宽和处理能力提出了更高的要求。本书将探讨在大规模数据处理平台（如Kafka, Spark Streaming）中，数据队列的管理、吞吐量优化以及延迟敏感性问题。 不确定性与随机性分析的深化： 在现实网络环境中，流量到达、链路容量等都存在着固有的不确定性。本书将进一步探讨如何利用随机过程理论、概率界限和近似分析方法，来处理更复杂的、难以精确建模的排队系统。 本书的价值： 通过对受控排队系统和通信网络中流量管理问题的深入研究，本书旨在帮助读者： 建立扎实的理论基础： 理解排队论的核心概念及其在网络分析中的应用。 掌握先进的建模与分析技术： 能够使用数学工具和仿真手段来描述和评估复杂网络系统的性能。 应对实际网络挑战： 学习和应用有效的流量控制和拥塞管理策略，以提升网络效率和用户体验。 探索前沿研究方向： 了解当前网络领域的研究热点和未来发展趋势。 本书内容丰富，理论性强，同时紧密结合实际应用，是理解和解决现代通信网络中“重度交通”问题的宝贵参考。

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这本书在将传统排队论与现代通信网络拓扑结构相结合方面做得非常深入，但这种结合方式是高度抽象化的。它没有过多纠缠于具体的物理层或数据链路层协议细节，而是将网络视为一个由离散事件驱动的、具有特定服务速率和到达过程的抽象节点集合。这种抽象化让理论的普适性大大增强，意味着你学到的原理可以应用于从电信骨干网到服务器集群调度的广泛领域。然而，这也带来了一个问题：对于那些更关注实际网络协议栈中复杂交互的工程师而言，他们可能会觉得这本书在“工程应用”的层面上显得有些过于抽离。例如，在讨论拥塞控制时，它更多地关注于最优反馈机制的数学特性，而不是TCP窗口机制的实际收敛速度和抖动问题。因此，这本书更像是为“网络理论家”而非“网络工程师”量身定制的。它提供的是“为什么”和“在理想状态下应该如何做”，而不是“在当前业界标准下如何快速实现”。如果你想站在理论的最前沿，推动新的网络架构，这本书是不可或缺的工具箱；如果你只想修复当前系统中的某个性能瓶颈，你可能需要从这本书中提取一些核心思想，然后用更具应用性的材料来补充。

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这本书的封面设计，嗯，坦白说，第一眼看过去并不是那种能立刻抓住眼球的类型。那种深沉的蓝色和略显老派的字体排版，透露着一股浓厚的学术气息，让人不禁联想到图书馆里那些尘封已久却蕴含着真知灼见的经典著作。我得承认，我本来对这种主题的书籍抱持着一种敬而远之的态度，毕竟“重载交通分析”听起来就够枯燥了，更别提后面那一大串“受控排队与通信网络”。我期待的是能有一些直观的图表或案例来辅助理解那些复杂的数学模型，但实际上，这本书更像是一份严谨的数学证明集。它的叙述方式非常扎实，几乎没有为初学者提供任何缓和的过渡。每一个章节都像是直接跳进了理论的深水区，要求读者已经对随机过程和网络理论有相当的背景知识。如果你是那种需要通过生动的比喻或实际应用场景来构建知识体系的人，初读时可能会感到有些吃力，需要反复咀嚼那些密度极高的公式和定理。不过，一旦你适应了这种节奏，你会发现作者在构建逻辑链条上的精妙之处，每一步推导都环环相扣，逻辑上无懈可击。它不是那种读起来轻松愉快的“快餐读物”，而更像是一场需要全神贯注、步步为营的智力马拉松。

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阅读体验上，这本书给我的感觉更像是在跟随一位经验极其丰富的教授进行一对一的深度辅导，而不是在自助阅读一本教材。它的语言风格极其正式，每一个词语的选择都精准到位，不留任何歧义的余地。它避开了所有流行的、为了吸引眼球而采用的非正式表达方式。如果你习惯了现在很多技术书籍中那种带有强烈个人色彩、充满幽默感的叙述风格，这本书会让你感觉像是回到了上世纪八九十年代那种纯粹的、以知识传递为唯一目的的学术写作模式。插图方面，虽然数量不多，但每一个图表都承载了巨大的信息量，通常需要结合正文的推导才能完全理解其背后的含义，它们不是用来装饰的，而是论证的延伸。我发现，如果我跳过任何一个中间步骤或图表说明，后续的理解就会出现断裂。这种强依赖性要求读者必须保持高度的专注力。它没有提供大量的在线资源链接或配套软件代码，完全侧重于理论的构建和证明的完整性。这既是它的优点——确保了理论的纯粹性——也是它的挑战，因为它没有提供太多“捷径”去验证这些复杂的公式。

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这本书的内容深度，简直像是一口深不见底的古井，你需要做好充分准备才能潜入其中。我特别欣赏作者在处理多重约束下的系统性能评估时所展现出的那种近乎偏执的严谨性。例如，在分析某些动态资源分配策略时，作者没有满足于仅仅给出一个渐近的解，而是深入探讨了有限时间窗内的瞬态行为，这一点对于实际工程应用中的快速决策制定至关重要。更令人印象深刻的是，它对不同控制机制之间的微妙差异进行了细致的量化比较，而不是简单地指出哪个“更好”。这种精微的对比，要求读者必须理解不同模型假设背后的物理含义。我记得有一段关于延迟敏感型数据流处理的章节，作者引入了一种非常巧妙的Lyapunov函数来证明了特定调度算法的稳定性，那段论证的优雅程度，足以让任何一个理论工作者拍案叫绝。它不是在告诉你“这样做是对的”，而是在以无可辩驳的数学语言向你展示“为什么这是最优的”。对于那些希望在排队论前沿寻找新思路的研究人员来说，这本书无疑提供了一个非常坚实且富有启发性的理论基石，但对于仅仅想了解“如何优化我家局域网”的普通工程师来说，这本书的门槛未免太高了。

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对于本书的定位，我倾向于将其归类为“高级研究参考书”，而非“入门学习教材”。它的价值不在于教会你如何使用某个工具，而在于让你掌握分析和设计新工具所需的基本数学语言和思维框架。整本书的风格极其内敛，没有华丽的辞藻或引人入胜的章节标题来引导情绪。每一个章节的标题都直接点明了其数学核心，比如“马尔可夫调制的到达过程分析”或“带非均匀服务的有限容量系统”。这种直截了当的风格，对那些已经具备扎实基础、直接寻找特定分析方法的读者来说是极大的便利。它就像一个巨大的、结构清晰的数学公式索引，能让你迅速定位到你需要的那种复杂模型。但对于初次接触这些复杂模型的读者，缺乏足够的背景知识铺垫，可能会让人感到迷失。总而言之，这是一部需要读者投入大量时间去消化的作品，它回报给你的是一种深刻而坚实的理论洞察力，让你能够以一种更深刻、更本质的方式去看待现代通信系统中那些看似无序的“重载交通”现象。这本书的份量，决定了它将长期占据我书架上一个非常重要的位置，作为随时可以查阅和深思的理论宝库。

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