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现在讨论上述变量的具体取值情况。 传输成本Ot 从UE 处计算，此时i=4，意味着流量经过UE 和CMNET 之间时的传输成 150 本，因请求流量T1 一般情况下占有极少的字节数，在运算中可以忽略不计，并不影响最终 的分析结果。在不考虑T1 流量的基础上，T2 流量将从CMNET 一直流入到UE，此时所产 生的传输成本表达为： Ot = T2*t4 (1) 设备处理开销Od ，在未部署缓存节点时，UE 与CMNET 之间的所有设备都将处理所 155 有流量，将计算UE 至CMNET 之间所有设备的开销成本，此时i=4，即将考虑UE 至CMNET 之间所有网元设备的服务流量开销情况，表达为： Od = T2*b4 (2) 网间流量传输成本记为Op，计算CMNET与Internet之间流量传输开销成本，考虑CMNET 自身具有的服务能力，将服务部分数据流量，此部分服务能力最终体现为CMNET的缓存命 160 中率，因此Op可表达为： Op= T2*(1−hcmnet)* d (3) 上述三个变量涵盖了未部署缓存时网络OPEX开销考虑范畴，总成本O 可表达为： O=Ot+Od+Op，最终得到： O=T2*(t4+b4+(1−hcmnet)*d) (4) 165 至此得到未部署缓系统OPEX经济模型。 2.2 部署缓存节点时OPEX 开销成本节约计算 现在分析抽象架构部署缓存时流量变化情况。变化情况如图5 所示[4]： 图 5 部署缓存时节点流量变化 170 Fig. 1 traffic change when cache deployed 图5中蓝色箭头表示请求流量，橙色箭头表示响应流量。箭头的粗细表示流量的大小。 在上一小节中已表述了部分参数的物理含义，在此注重说明图中新增参数意义，如下所述： • ci：缓存系统处理单位流量开销成本 175 • hi：Node-i缓存命中率 为了便于公式化OPEX成本，定义了网内传输节约成本Cit、网元开销节约成本Cid、网 间传输节约成本Cip、缓存系统增加成本Cic，并以此四个变量来综合衡量部署缓存节点时系 统的OPEX开销成本。同时定义在节点i部署缓存系统时网络OPEX开销节约成本Ci ，为了便 于公式化OPEX成本，因T1流量远小于T2流量，在公式中可以省略对T1的考虑。现在讨论上 180 述变量的具体取值情况。 因缓存节点的存在，缓存将捕获并服务部分流量，此时部署缓存的节点出口流量将较未 部署缓存系统时减少，导致响应数据流量也相应减少。表现在网内传输节约成本Cit的减少， 减少的传输流量体现出缓存节点的缓存命中率，最终减少成本可表达为： Cit=T2*hi*ti (5) 185 因缓存节点的存在，缓存系统将捕获并服务部分流量，此时部署缓存的节点出口流量将 较未部署缓存系统时减少，导致响应数据流量也相应减少，减少的数据流量将不再经历中间 网元的处理，表现在网元开销节约成本Cid的减少，减少的网元开销成本可表达为： Cid = T2*hi*bi (6) 因缓存节点的存在，缓存系统将捕获并服务部分流量，此时部署缓存系统的节点出口流 190 量将较未部署缓存系统时减少，导致响应数据流量也相应减少，响应的网间流量将减少，表 现在网间传输节约成本Cip的减少。经推导减少的网间开销成本可表达为： Cip = T2*hi* (1− hcmnet)*d (7) 因缓存节点的存在，缓存系统将捕获并服务部分流量，缓存节点服务此部分流量将造成 额外的运营开销，表现在缓存系统增加成本Cic，可表达为： 195 Cic = T2*hi*ci (8) 综合上述对四方面的数学推导，最终得出网络中部署缓存系统时网络OPEX开销总成本 C为： Ci= T2*(ti+bi +(1−hcmnet)*d−ci)*hi (9) 至此得到部署缓存系统OPEX经济模型。 200 2.3 OPEX 成本节约百分比模型 通过部署缓存节点使得网络OPEX开销成本得到降低，降低的成本与未部署缓存节点时 网络OPEX开销成本的比较，最终得出节点部署缓存后网络运营成本节约百分比公式： ( ) ( ) cmnet 4 4 cmnet (( 1 ) ) / ( 1 ) ti bi h d ci hi Ci O t b h d + + − ∗ − ∗ = + + − ∗ (10) 上述的公式中包含的因子比较多，为了便于后续分析，做出如下假设以简化上述公式： 205 • 网元设备的费用消耗主要集中在用电、降温等物理需求上，对流量处理开销可忽略， 令bi=0 • CMNET服务能力需要借助于是否在CMNET中部署缓存节点，假设暂未部署，令 hcmnet=0 简化后得到如下网络成本节约百分比公式： 4 (( ) ) / ( ) i i i i t d c h C O t d + − ∗ = + 210 (11) 至此在数学分析推导的基础上得到OPEX经济分析模型。下一章将通过3G网络为例，实 例探讨OPEX经济模型在3G网络中的使用情况。 3 3G 网络中应用OPEX 经济模型 在本章中，将以3G网络为例，分析在3G网络不同位置部署缓存节点时将对OPEX的影 215 响情况[5]。针对3G网络特性做出如下约定： • 缓存系统处理成本在不同位置取值为 c • 单位时间内网间传输单位流量成本 d，不同缓存部署位置下取相同值 • 网内传输成本，共计BS-RNC、RNC-SGSN、SGSN-GGSN、GGSN-CMNET四 段链路，假设任意两个节点之间为t： 220 • 令 i 取值空间为1,2,3,4，其中GGSN为1，BS为4。 • ti = i*t 经过推导得出如下模型： *( ) 4+ / i i h i a k C O a + − = (12) 为了使得后续分析更加有效，在模型中引入了两个新的因子: a , k。其中a为网间与网内 225 传输成本比d=at；k=c/t 。在接下来的分析中，将假定a值的两种情况，分析这两种情况下OPEX 成本节约随k的变化情况。 3.1 当a=1 时， OPEX 成本节约分析 令a=1 时，即假设网间单位流量传输成本与网内单位流量传输成本相同。同时，基于现 网统计分析取定不同网元的缓存命中率[6] [7]。参数取值如表1 所示： 230 表1 a=1 时参数取值 Tab. 1 Parameters when a=1 部署位置 部署位置i 缓存命中率% 缓存处理成本成本节约百分比% 最大值% GGSN 1 40 c 16-8c/t 16 SGSN 2 35 c 21-7c/t 21 RNC 3 20 c 16-4c/t 16 BS 4 10 c 10-2c/t 10 从表1 中，最终推到出不同网元位置处部署缓存系统时成本节约百分比公式，并给出最 235 大取值。为了更直观观察曲线变化情况，绘制如下函数曲线图。 图 6 a=1 时OPEX 成本节约百分比曲线图 Fig. 6 OPEX cost savings percentage graph when a=1 240 从图6中得出如下结论：影响成本节约的因素集中在 c / t ，其中 c ：缓存节点处理 单位流量成本，t ：网内传输单位流量成本。 • 当c/t无限趋向于零时，缓存部署在SGSN效果最好，最大可以达到21% • 当c/t不断增大时，缓存部署在BS效果最好 245 从c / t趋势分析分析看，随着硬件技术不断发展，硬件成本不断降低将使得c 、t 开销 将不断减少，但总体上c 的减少速度快于 t ，使得 c / t不断减小，当c/t无限趋向于零时， 缓存部署在SGSN效果最好。当网内传输成本远远高于缓存处理成本，网内传输的流量越少 越好，此时要求缓存能尽早捕获，越靠近用户侧部署捕获效果越明显。 3.2 当a>>1 时，OPEX 成本节约分析 250 令a>>1时，即假设网间单位流量传输成本远远大于网内单位流量传输成本。同时假定 了不同网元处的缓存命中率。参数取值如下： 表2 a>>1 时参数取值 Tab. 2 Parameters when a>>1 部署位置 部署位置i 缓存命中率% 缓存处理成本节约百分比% 最大值% GGSN 1 40 c (( 学术论文网Tag：代写硕士论文 代写论文 代写MBA论文 代写博士论文 |
