如何使用马尔可夫链与服务质量提高网络可用性的性能模型说明

　　针对网络可用性在不同网络业务中的服务质量（ QoS）存在差异，且与性能花费相互制约的问题，引入了马尔可夫链理论，在定义了基于业务开销最小的服务能力匹配度的基础上构建了基于马尔可夫链和QoS指标的网络可用性（ MCQNA）评价模型。首先，从最能反映网络可用特征的QoS指标出发，兼顾性能开销，同时定义了代价函数，并且给出了状态转移矩阵；然后，通过平稳状态与网络可用性关系的分析，求解出平稳分布并作为QoS运行开销的动态权重，实现了以业务运行代价最小为特点的网络可用性评判。仿真结果表明，所提模型构建的遍历性转移矩阵存在平稳分布，对网络可用性评判是可行的。该模型能针对不同业务的QoS标准，且有效针对具体业务衡量网络的可用性。

　　随着通信网络的规模化，几乎所有与用户服务相关的业务都在网络中存在，从而形成网络化的服务环境。对作为业务支撑平台重要基础架构的网络而言，所提供服务业务中断，或者达不到用户业务要求的服务标准所造成的代价和影响是巨大的。因此，对复杂网络可用性的评估是掌握网络是否准确及时进行信息交换的基础，是网络系统适应面向各类用户业务提供高可靠服务和减少网络运维代价的需求。复杂通信网络的一大特点是传输路径的多样化和冗余化，涉及到多个网络设备和链路，其中任何一个环节故障都会导致网络拓扑结构的变化，使得节点与链路的负载、吞吐量、传输速率等也相应地发生变化，从而导致具体用户业务的传输质量发生改变。这种变化有可能使得传输质量下降从而无法满足业务传输需求，或者虽然网络服务质量（ Quality of Service，QoS）满足，但是对于服务业务的网络运行费用增加，致使全局网络处于非经济状态，浪费网络资源。因此，在进行复杂网络可用性评估时，要研究针对具体业务的可用性，避免笼统地判断整个网络可用与否，应当与具体服务业务结合起来，针对具体业务和开销对整个网络进行有效的全局评判，确保网络运行效率最佳。