integrating priority with share in the priority-based weighted fair queuing scheduler for real-time...

31
Real-Time Systems, 22, 119±149, 2002 # 2002 Kluwer Academic Publishers. Manufactured in The Netherlands. Integrating Priority with Share in the Priority-Based Weighted Fair Queuing Scheduler for Real-Time Networks SONG WANG [email protected] YU-CHUNG WANG [email protected] KWEI-JAY LIN [email protected] Department of Electrical and Computer Engineering, University of California, Irvine, CA 92697-2625 Abstract. The Weighted Fair Queuing (WFQ) scheduler has been closely studied due to its desirable properties of bandwidth guarantee and bounded delay. However, the queuing delay bound of a communication session is tightly coupled with the session's allocated service share. To receive a low queuing delay, a session must reserve a high share. In this paper, we study a new fair queuing algorithm called Priority-based Weighted Fair Queuing (PWFQ). PWFQ combines a session's allocated share to achieve the bandwidth guarantee and the session's priority to adjust the delay bound inside a sliding window. The new algorithm decouples the delay from the service share so that a session with a low share but a high priority may still receive a small delay. We analyze the worst-case delay bound of PWFQ and propose a simple algorithm to assign session priorities. Keywords: WFQ, priority-driven scheduling, sliding window, real-time network, queuing delay, bandwidth allocation 1. Introduction As more computers and appliances become online, future computer networks need to support a variety of services, including guaranteed bandwidth services and best-effort services. To provide guaranteed services, the Weighted Fair Queuing (WFQ) [1] scheduling algorithm has been proposed. WFQ is a packet approximation of the idealized Generalized Processor Sharing (GPS) discipline [1]. With GPS, there is a separate FIFO queue and a pre-allocated service share for each communication session sharing a link. Intuitively, GPS serves each non-empty session in turn according to its service share and sends an in®nitesimally small amount of data from each queue. WFQ, on the other hand, sends a packet from each queue at a time. Using WFQ, a virtual ®nish time is computed for each packet in each queue and the packet with the smallest virtual ®nish time is selected ®rst. The virtual ®nish time of a packet is coupled with the share allocated to the communication session. In other words, WFQ and its variants such as SCFQ [4], SFQ [5], WF 2 Q [6] consider share as the only factor for making packet scheduling decisions. Previous work has analyzed the end-to-end delay bound using WFQ [2,3]. However, one problem is that the delay bound and the share are tightly coupled [8]. If a communication session wants to have a lower delay bound, it needs to reserve a larger share. However, in some applications, certain communication sessions may need to have a short delay even though they require only a small service share. For example, consider the control session in certain communication networks. The data volume of a control session

Upload: song-wang

Post on 03-Aug-2016

212 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Integrating Priority with Share in the Priority-Based Weighted Fair Queuing Scheduler for Real-Time Networks

��������� ����� �� ������� ����

� ���� ������ �������� ����������� �� �!������� � ��� "������� ���

����������� ������ ��� � ��� �� � � ���������������� ��� ���� ������� �� ������ �� ����������������

#"$ %�"$ ��& '(�����������

)*�+,*"$ %�"$ �� '(�����������

�%-.�/�) 0." 1�� (�����������

���������� ��� ��� �� ��� ������� ������������ ���������� ��������� ������� �� ����������

� ������! ��� %��'���� 2��� 3���� ' 4%235 ��������� ��� ��� ��&��� ������� ��� �& ��� ��������� 6�&6������

&! �� ������ '���� ��� � � �&� ��� ����� ,&��7�� ��� 8���� ' ���� �&� � &! � �&��� �����& �����& ��

��'��� �&�6��� ���� ��� �����& 9� ���&����� ���7��� ������ �& �����7� � �&� 8���� ' ���� � �����& ���� �����7�

� ��'� ������ . ���� 6�6�� �� ���� � �� !��� 8���� ' ��'&����� ������ ���&��������� %��'���� 2��� 3���� '

4�%235� �%23 �&��� �� � �����& 9� ���&����� ����� �& �����7� ��� �� ������ '���� ��� � � ��� �����& 9�

6��&��� �& ��:��� ��� ���� �&� � � ���� � ������� ��� � ��� �� ��'&����� ���&�6��� ��� ���� !�&� ���

���7��� ����� �& ���� � �����& ���� � �&� ����� ��� � ��'� 6��&��� �� ����� �����7� � ����� ����� %� � ��;� ���

�&�������� ���� �&� � &! �%23 � � 6�&6&�� � ���6�� ��'&����� �& ����' �����& 6��&�������

"������# %23 6��&�������7� �������� ' ����� ' �� �&� ��������� ���&�1 8���� ' ���� �� ������

���&����&

$! ����������

�� �&�� �&�6����� � � �66��� ��� ���&�� & �� � !����� �&�6���� ���&�1� ��� �&

��66&�� � 7����� &! ���7���� � ����� ' '���� ���� �� ������ ���7���� � � ������!!&��

���7����� �& 6�&7��� '���� ���� ���7���� ��� %��'���� 2��� 3���� ' 4%235 <�=

�������� ' ��'&����� ��� ��� 6�&6&���� %23 �� � 6��1�� �66�&>�����& &! ��� ������;��

$� �����;�� ��&����&� ���� ' 4$�5 �����6�� � <�=� %��� $� ����� �� � ��6����� 2.2#

8���� � � � 6������&����� ���7��� ����� !&� ���� �&��� �����& �����& ����� ' � �� 1�

. �����7�� $� ���7�� ���� & ���6� �����& � ��� ���&��� ' �& ��� ���7��� ����� � �

�� �� � � ? ��������� ����� ��&� � &! ���� !�&� ���� 8����� %23 & ��� &���� �� �

�� �� � 6��1�� !�&� ���� 8���� �� � ����� *�� ' %23 � 7������ ? ��� ���� �� �&�6����

!&� ���� 6��1�� � ���� 8���� � � ��� 6��1�� ���� ��� �������� 7������ ? ��� ���� ��

�������� ?���� ��� 7������ ? ��� ���� &! � 6��1�� �� �&�6��� ���� ��� ����� ���&����� �& ���

�&��� �����& �����& � . &���� �&��� %23 � � ��� 7���� �� ���� �� +23 <�= 23 <@=

!"�# <A= �& ����� ����� �� ��� & � !���&� !&� ��1� ' 6��1�� �������� ' ������& ��

���7�&�� �&�1 ��� � ��;�� ��� � ���&�� � ���� �&� � ��� ' %23 <� B=� ,&��7�� & �

6�&���� �� ���� ��� ���� �&� � � � ��� ����� ��� ��'��� �&�6��� <C=� .! � �&��� �����&

�����& �� �� �& ��7� � �&��� ���� �&� � �� ���� �& �����7� � ���'�� ������

,&��7�� � �&�� �66������& � ������ �&��� �����& �����& � �� ��� �& ��7� �

��&�� ���� �7� ��&�'� ��� ��8���� & � � ����� ���7��� ������ 2&� �>��6�� �& ����� ���

�& ��&� �����& � ������ �&��� �����& ���&�1�� ��� ���� 7&���� &! � �& ��&� �����&

Page 2: Integrating Priority with Share in the Priority-Based Weighted Fair Queuing Scheduler for Real-Time Networks

������ �� 7�� ������ )�� ��� ���� �&� � &! � �& ��&� �����& ���� �& �� �������

�& ����� �� ��� �& ��� ��'� �� *�� ' %23 � &���� �& '�� � �&� ���� �&� � � ���'�

���7��� ����� ��� �& �� ���&����� �& � �& ��&� �����& � ���� ��� �� 1 �� &� �� �!?��� ��

�����;�� � � !���� �����& � ���� �� �������� �& ��� ������

�& ��1� %23 �&�� M�>���� �� �&��� ��1� �& � ��&���� ��� ������� ��������� �& ���

%23 ��������� �& ������ �� �'� ��� ���� �&� �� &! 7���&�� �����& �� ��� 6��&����

���7� 6�����'� �� & � &! ��� �&�� &!�� ���� �������� ' 6�����'�� � ��������� �������

*�� ' ��� 6��&�������7� 6�����'� ���� �����& 4&� ���1 � � �����5 �� ����' �� � ������

6��&���� �� �� ���� � 6��1�� � ��� �����& ���� ��� ��'���� 6��&��� ��& ' ���

���1�&''�� �����& � �� �������� !&� ��� ������& ��� �7�� ��� �� 1 �� !���� D ����' � ' �

�����& � ��'��� 6��&��� ��� 8���� ' ���� ���� �� ��&��� �� �� �� �� ��� � ������ ��� �� �&

�� ���7��� ��� 6��&�������7� 6�����'� �� ��� �& ��� � � �� �� 6������� � ��;�� �&

'���� ��� ��� �&��� ���� ���� !&� ���� �����& � .� �����!&�� 6�&7���� � !�������

�������� ' ����� ��� �& ���� ��� 8���� ' 4&� �������� '5 ���� �&� � !&� ���� �����

���� �����& �

* !&��� ���� ��� 6��&�������7� �������� ' � � %23 4&� �$���������� � '� ����5 ��� &� ������� �&�6������� � �������& �� 6��&�������7� ������ ���� &� ���7� � 6��1�� � ���

6��&��� ��7�� % � ���� ����� �� & 6��1�� ���� � 6��&��� ��7�� ��'��� ��� % ����� ' �& ��

���7��� � &7���&���� ��'� 6��&��� �����& �� ������ ��� �� ������ �7������� !&� ���

�&��� 6��&��� �����& �� ���7���& �� �7� &���� � 6��1��� �� � �&��� 6��&��� ��7�� �!

����� ��� ����� ��'��� 6��&��� 6��1��� �& �� �� �� . &���� �&��� �! �� � �&�6&���� ���

6��&�������7� ������ ������� � %23 �� ���� &� �� ���� �& '���� ��� ��� �� ������

�7������� �& � �6���?� �����& � � �& 6�&7��� ��� �� ������ ��&����& !&� ���� �����& �

. ���� 6�6�� �� 6���� � � ��������� �& �����7� �&�� '���� ���� �� ������ � � �&�

���� �&� �� %� ��� � ����� ' �� �&� ������ �& � ��'���� %23 � � ��� 6��&�������7�

���������� D ��? � ' � ����� ' �� �&� !&� ��� 6��1��� ��&�� 7������ ? ��� ����� !���

� ���� ��� �� �&� �� �� �& ��&� ��� ����� &! ���'���� 6��1��� �� � '�7� ���� �&

'���� ��� ��� �7������� �� ������ �& � �����& � %� ��� ��� ��� 6��&���������

�������� ' !&� ��� 6��1��� � ���� ��� �� �&� �& ������ ��� ���� !&� ��&�� ��'� 6��&���

�����& �� . ���� �� �� �� �& ��&� �&�� ����� � � ���� �!!����7���

��� ���� &! ���� 6�6�� �� &�'� �;�� �� !&��&��� ����& � 6�&7���� � &7��7��� &! ���

$� � � %23 �����6�� ��� ����& B 6���� �� ��� ����� ' �� �&� �& ��6� � � ���

6�&6&��� ���&��������� %��'���� 2��� 3���� ' 4�%235� %� � ��;� ��� �&��������

���� �&� � &! �%23 � ����& � � � ��&� ��� ��������& ������ � ����& @� ����& A

�&�6���� �%23 ���� ������� �&�1�

%! &�' ��� ��� � ��� (���� �����

$� �� � ������;�� M����M&� ����� ����� ���7�� 6��1��� �� �! ��� ��� � ��6�����

�&'���� 8����� 7����� ' ���� & ��6� 8���� � ��� � � ���7� ' � � ? ��������� �����

��&� � &! ���� !�&� ���� 8����� +&��� �����& �����& � ��� ���&������ ���� � 6���

���&����� ����� 4&� ���'��5 � � ��� �����7� ���7���� � 6�&6&���& �& ����� ������

��� �7�� ��� ��7� ���� �& �� ���7��� $� �� �����!&�� � �$���������� �������� '

�������

��� %�"$ -� �0�

Page 3: Integrating Priority with Share in the Priority-Based Weighted Fair Queuing Scheduler for Real-Time Networks

,&��7�� �� �� $� �� � ������;�� ���7�� ����� �&�� &� ��� ���� 6��1��� �� � ������

�� �� � ��6���� ������ . � ��������� 6��1�� ���&�1 ����� & � & � �����& �� �����7�

���7��� �� � ���� � � � �&�6���� 6��1�� ���� �� �� � ��!&�� � &���� 6��1�� �� �� ���7���

�� ��'&������ ��7� ��� 6�&6&��� �& ������� $� � 6��1�� ���&�1 ������� ��& '

���� ��� �&�� �����1 &� & � �� ��� %��'���� 2��� 3���� ' 4%235 <�= ���& 1 &� ��

��� ���1�� $� �����;�� ��&����&� ���� ' 4�$�5 <� �=� D � ��&���� ' ��� �& ��6� &!

������� ���� ����� �������� ��� �&�1 6�&'���� � ��� ����� $� ����� %23

������� �� ��� 6��1�� ���7��� &���� ���&��� ' �& ��� 6��1�� 7������ ? ��� ���� � ���

�&����6& �� ' $� ���7��� . %23 ��� 7������ ? ��� ���� &! � 6��1�� �� ��? �� ��K

"%� � ��>�"%� �� �&���� � '%�

�����

����� "%� �� ��� 7������ ? ��� ���� &! ��� %��� 6��1�� &! �����& �� &(�) �� ��� 7������ ����

��� ��� %��� 6��1�� ����7��� �� �� ��� ���7��� ����� &! �����& � � � '%� �� ��� 6��1�� ��;�

&! ��� %��� 6��1��� ��>�"%��� �&���� �� �� �& ������� �� ��� 7������ ����� ���� &! ��� %���

6��1��� �� �� �� ��� !�&� -8����& 4�5 "%� ���&��� ������� �! �� �� ���'��� . &����

�&��� � &���� �& ��� � 6��1�� �� ���7�� ������� � �����& ���� ��7� � ���'� ���7��� �����

���. <�= �� ��� ��� ��&� ���� ��� �&�������� ���� &! � �����& &����� ��� �7��

�����& � ��� ����� �� '���� ������ ' !�&� ��� ��'� � ' &! � ����� ��� 6���&�� �

�&�������� ���� �&� � �� &���� �� �! ����7��� &! �����& � ��� �& ����� �� � ��� ���%�*� %�� �&��� <��=� . ��� ���1 ���1�� �&��� 6��1��� �� �� �������� � �& ��� ���&�1

& � �!��� ���&7� ' ��� ��8����� ����� &! �&1� � !�&� ��� �&1� ���1��� 2&� �>��6�� �!

��� ��;� &! � 6��1�� �� � ���� ��� � ����9 �&��� &! �&1� � ���� �� ���&7�� ��� �� � ����

��� ���&�1� ��� �&1� ���1�� �� �&�� �� �&�� � ����9 �&��� &! �&1� ����� �� ��� ��;�

&! ��� ���1��� � ���& ��6���� �� ��� ������ ��� &! ��� ���!?�� �&1� � ��� '� ������ �� �

?>�� ���� �� . ������& ��� ���!?� �� !������ �& ����� �� �& ���7� ��� ���1�� �� �

��>���� ���� &! �� �� �����!&�� ��� ���!?� � ���� ' ��� ���&�1 �� �& ����� �� ��

!&��&��K

����� �� � �� ���� ����� �� � ����� ���� �� � � � � �������� ����� �� �� ��� ��&� � &! �����& �9� ���!?� ���� � ���� ��� ���&�1 ���� ' ��� ����

� ���7�� �� ��� �����& � �� ��? �� �& �� '���� <�= ������ ' �� ���� � �!

����� �� � �� ���� ����� ����� � �� � ����� ���� �� � � � � �B���� ��&7� ��? ���& ��6���� ���� � '���� �����& ���� �� �� �&1� � �� 6&������ 4&�

�� �� �� ��>���� 6&������ ����5 !&� �� �� ����� �� ��� ����� &! �&1� � ��!� � ��� ���1��

�� ���� � � � ��� ��>���� ���!?� �� �� ' ���� �� ��� ,� �� �� ���� ��6��� ��� 6�&'���� &!

6��1��� ����7� ' !�&� &���� �����& ��

����1� � � $����'�� 4���B5 6�&7�� ��� ���� �&� � &! � �����& � � �� '�� &�� $�

���7�� �& ��K

�N� � ����

���

��.#�.�)�D�-J %-.$,�-J 2�.� 3*-*."$ +,-J*0-� 2#� �-�0��.�- "-�%#�� ���

Page 4: Integrating Priority with Share in the Priority-Based Weighted Fair Queuing Scheduler for Real-Time Networks

����� �� �� ��� '���� ���� ���7��� ���� &! �����& �K

�� ����+,� � �,

� �@�

�� �� ��� ���7��� ����� &! �����& � �� + ��������� � �� ��� ����� ��� � ��� ���� ��������� �� � ��� �������� ��� ����� � ������� � ���� ����� �� ������� ������ �� ������������� � ���� ��������� �������� ��� ����� ����� � � ������� �� � ���������� ��� ��� ���

�N� � ����

� -��>

��A�

����� -��> �� ��� ��>���� 6��1�� ��;� ��& ' ��� �����& �� ���� ��� � ���� %23 ��

!��� ���� � $� ���� ���6��� �& ��� ���7��� '�7� �& � �����& � �� �&�� & � ��>����

��;� 6��1��� ��� ���� �&� � ���� ��6� �� & ���# � �������1 &! %23 �� ��� �&�6��>��� -��� ���� � �����& :&� � &� ���7�� ���

�&�6�����& � ��� �&����6& �� ' $� ����� 4 &� ��� ���� 6��1�� �����5 ��� 7������

���� ��� �& �� �6������ ���� ��1�� ��� ��6���� ����& �&�6��> � � � �!?��� ��

�����!&�� � 7����� &! �66�&>�����& ��'&������ ��7� ��� 6�&6&��� �& ������ ���

�&�6��>�� &! �6���� ' ��� 7������ ����� +23 4��!�+�&�1�� 2��� 3���� '5 <�= ����

��� 7������ ? ��� ���� &! ��� 6��1�� ����� �� � ���7��� �� ��� ����� � 7������ ����� ���

E������ +�&�1 �������� ' �����6�� � 6�&6&��� � <L= �&�� &� �6���� ��� 7������ ���� � ���

�&����6& �� ' $� ����� ��� ���� ��� ���� ���� �������� ��� ����� ��'&������ �&��7��

����� ��1� ��� ���� �&� � ��&��� ��6� �� � & ���� &���� 6�&���� �� ���� & ��!!��� �����& &! �����& 6��&��� �� ��? �� � �����

��'&������� ��� �����& � ��� �& �� ������� �8���� � � !���� ���&��� ' �& ����� ������ & ��

�&��&7�� ��� ���� �&� � &! � �����& � �� ��'��� �&�6��� ���� ��� ���7��� ����� �� &� ���.� �� &�� '&�� � ���� 6�6�� �& ������� ���� 6�&�����

)! ������� ���� ���� ��� ���� �������

�& ��1� %23 �&�� M�>���� �� � ��&���� ��� �& ��6� &! ������� � %23 ��������� �&

������ �� �'� ��� 8���� ' ���� �&� �� &! �����& �� ���� ��8����� �&�� � &7���7�

��� 1� ' �� �� ��� 6��&�������7� �������� ' � � %23 ��� &� ������� �&�6������� %23

���������� �&�6��� ��� 7������ ? ��� ���� &! � 6��1�� � � �����& ���&��� ' �& ���

�����& 9� ���7��� ������ ��� ���'�� ��� ����� ��� ������� ��� 7������ ? ��� ���� � � ����

��� ����� �& � ��&���� ��� �����& 6��&��� � � %23 ���7�� �� ��� � �� �& �& �����

�&�� 6��&��� � � ������

#�� ���� �� �& ��� '� ��� '�� ������ &! 7������ ���� �& ���� ��� 6��1��� ���� OO�������99? ��� ����� ��� ��������� ���&��� ' �& ����� 6��&������� �& ��? � ��� OO���������99 ��

� �&�6&���� ��� ����� ��� &! ������� ��� & ��� 47������5 ���� �� �� ��� �&� ��? ��

� 47������5 ���� � ���7�� � ����� ��� 6��1��� ��&�� 47������5 ? ��� ����� !��� � �& ���

�� �&� ��� �& ������� �& ��7� � ������� ? ��� ����� -��� ���� ��� ���7�� ���� �& ��1� �

�������& & ��� �>� 6��1�� �& �� �� � �� ���� ����1 ��� ����� � �� �&� � � ��1�

��� %�"$ -� �0�

Page 5: Integrating Priority with Share in the Priority-Based Weighted Fair Queuing Scheduler for Real-Time Networks

�&�6����& � ��& ' ��� 6��1��� ��&�� 7������ ? ��� ����� ��� � ���� ��� �� �&� ���

��&&�� � 6��1�� ���� ��� ��'���� 6��&���� %� �� ����� 6��1��� � ��� �� �&� ��� �����*������ �� �&� ������ ���� ���� ������ ' !�&� ��� ����� � ���� � � ��� � �� �&� ��;�

��? �� � ��� ���������� .! ����� ��� & 6��1��� ���'���� � ���� ��� ����� � �� �&� ���

6��1�� ���� ��� �������� ? ��� ���� �� ����� ��&�� �& �� �� �P �� �� �� �� �&�1��& ���7� '�

�� � ������ 6��1��� !�&� � �&������� ��� ��'��6��&��� �����& �� �� �� � ������� ��� �

� ����� ��� ' ��� &��'� �� %23� . &���� �&��� ��� ����� ' �� �&� ���&�� ��� ��'����

6��&��� 6��1�� �& �� �� � ������� � �� ���� �� ��� �� �&� ��;� ��� �&�6��� ' ���� ���

&��'� �� ���������

2�'��� � ��&�� ��� �%23 ���� �&�� ������� �66&�� ��� 6��&��� &! �����& � �� ��'���

��� ���� &! �����& � ��� �����& � ��� � ���'�� ������ "%� �� ��� ? ��� ���� &! ��� %��6��1�� &! �����& �� .! %23 �� ���� ��� &���� � ����� 6��1��� ��� �� � ���� ��

�'���'

���'

B��'

���'

��� � � ��� *�� ' ��� �%23 �66�&��� 6��1��� '�

��'���'

B��'

�� ��� !��� � �& ���

�� �&� � ������� ��� ���7�� ���� ��� ��� �����& 6��&��� �& ������� � ����� ���7��� &�����

� �� �����& � ��� � ��'��� 6��&��� '�� ���� �� �� � ?���� ��� 6��1�� ��8�� �� ��

�'���'

���'

���'

B��'

��� � � ��� 2�&� ��� 6&� � 7��� &! ����� ����� ��� ����� ' �� �&� ���

����� &! 6��1��� �� � � �����& � �� ����� ����� ����� �� �� �� ���� &! �����& ��

�����!&�� �����& � ����� �����7�� � &�'� �� ������ ���&��� ' �& ��� ����� ����&�'� ���

������7� 6��1�� ���7��� &���� � ���� ��� �� �&� ��� ��� ��� '�� � ��� 6��&��� ��7����

*�� ' ���� ����� ��� ��� ��;� &! ��� ����� ' �� �&� ��� � ��' ��6��� & ��� 6��1��

����� # � �>����� ���� �� �& ��� ��� �� �&� ��;� �& �� � ? ��� . ���� ���� ��� 6��1���

��� ���'���� ��� ��� ����7� �� ��� ������ �����!&�� ��� 6��1��� ���� �� ���������

������� ���&��� ' �& ����� �����& 6��&���� ��� ��������� ���� ���&��� � 6��&�������7�

���������� ���� �� &� �� ��������� �� �� �� ���� �&�� ��� !��� ��� �����7�� !�&� %23�

��� &���� �>����� �� �&� ��;� �� ;��&� . ���� ���� ��� ��'&����� ����7�� �>���� ��1� �

%23 ��������� �� �� & 6��&��� ���� �� �& ������� �� ����

# � &! ��� � �8�� !������� &! ��� �%23 ��'&����� �� ���� �� ����� �& ����1� � ���� ��

������ %23 4&� ���������7� 5 � � 6��&�������7� �������� '� ��� ����� ' �� �&�

����� ��� � ��'����� ��� �$��� � � ��� ������� � ��:���� ' ��� �� �&� ��;�� .! ��

��&&�� � �66�&6����� �� �&� ��;� � �&������� ��'��6��&��� �����& ���� '�� � &�'�

���� ���� �& �� ���7�� ������� �& ���� ��� 6��1�� ���� �� �� ������ �&� ���� # ��� &����

�� � � ��'������� �&��6��&��� �����& ����� �����7�� � &�'� ���7��� ����� �& ���� ���

�� ���� �� ������ '���� ��� �� �� &���� �� �� � %23� . &���� �&��� 6��&������ ���

"����� ./ ���� ' �� �&� � �%23�

��.#�.�)�D�-J %-.$,�-J 2�.� 3*-*."$ +,-J*0-� 2#� �-�0��.�- "-�%#�� ��B

Page 6: Integrating Priority with Share in the Priority-Based Weighted Fair Queuing Scheduler for Real-Time Networks

� !&���� � � ? � ���� '�� ������ ����� !��� ��� �� �����7�� � � �&���� ���� '�� �������

���� �� ����6����� � �&�� �66������& � ������� !��� ��� � � 7�� ? � ���� ����� �� &�

�� ��������

*! �����+��� � � (���� ����

��� ����� ' �� �&� ����� ��� ���&�� ��'��� 6��&��� �����& � �& ��7� ������� ������ .

� ��������� ���&�1 �� �&��� ��1� �& 1 &� � �>��� &� �� ����� ��'�� �&� � & ���

�����& ����� . ���� �����& �� ����7� ��� �&�������� ���� �&� � &! �����& � � �

�%23 ���7��� ��� &����& � ���� � ��� � ����� ��� ������ � ����� ��

%� ������ ����� ��� + �����& � � ��� ���7��� ��� �&���� &! ��� �����& ��� � �� �� � � � � +� �� �& ����� �� � ���1 ���1�� ���� 6�������� ���� ��� ��!&�� ���

���!?� � ���� ��� ���7���

���� �������� ���� ��������

%� ����� &�� � ����� ����� & ��� $� �&��� !&� �& 7� �� �� &! ������6��& � %� ��

��� 1 &! ���� 6��1�� �� ��7� ' & � & � ���� 2&��&�� ' ��� � ����� � <� B= ��� �&����

���� ���� &! �����& � ��� ' �%23 &����� ���

� ��� �����& � ��� '���� �����& �P

� ��� �����& � ���� ��'��� 6��&������ ��� �����& � ��7� �&�� ���� � ���� ��� ����� �

�� �&�P � �

� ��� �����& � �����! �� � ���

0�*�� ./ ���� � ����� &����& 4�������6� � ��� �� !&� �����& �5�

� ��7��9� ���7��� ���� &� �� 1 �6���

�� $���� ���� �����& ���7��� ����

�� ����& ���7��� �����

-%� %�� 6��1�� ��;�

-��> ��>���� 6��1�� ��;� ��& ' ��� �����& �

"%� E������ ? ��� ���� &! %�� 6��1��

1����� ��� "����� &! ���� ���7�� !�&� �� �& ���� ����& ���1����1�� ��;�

�� �&1� ����7�� ���� � ��� ���1����1��

'� ����& 6��&���

�N� %&��� ���� ���� �&� �

�� J��� �&� � ��8������ �

! %� �&� ��;�

&(�) E������ ���� �&����6& �� ' �& ���� ���� �

��� %�"$ -� �0�

Page 7: Integrating Priority with Share in the Priority-Based Weighted Fair Queuing Scheduler for Real-Time Networks

�66&�� � �� ��� D !&� �����& � :��� ����7�� �� ��� ����� �� ���� �� 2�&� ��� ���1

���1�� �&��� � ��� �&��� ���� ��� �����& �� ��7� �� ���� ���1�&''�� � ��� 8�����

����� �� ���� � �����& � ���� �� �� � ��!&�� D� ,� �� ��� �&�������� ���� !&� D �� ���

���� �� ��1�� �& �� � ��� &! ����� ���1�&''�� �� ���� 6��� ��� ���� �& �� � � ���'����

��'��� 6��&��� ���� &! &���� �����& � � ��� �� �&��

��� 7������ ? ��� ���� &! ��� ��� D �� �� �������� . &���� !&� ��� �� ��� D �& �� � ���

����� ' �� �&� 4�& ���� D ���� �� ��������� �& ��� ���� ���&��� ' �& ��� 6��&���5 �� ��� �&

���� � ��� ��� 7������ ���� 4&� ��� �� �&�5 �&7�� !&����� � ����� �! ����� ! �� ���

��;� &! ��� �� �&� 42�'��� �5� ���� �� ��� ?��� 6&���& &! ��� ���� �& �� �>6���� ��� �

D &� ��� ���� !&� ��� �� �&� �& ����� !&����� �& � ����� ��� ��� D� %� ��� �2� �& ��6���� ����� �����

�2� � ��>�����!� �

� ��L�

.! ����� � ! D �� ������ � ���� ��� �� �&� ��� �� ����7�� � � ����� �� & ���� �&

���� !&� ��� �� �&� �& �&7� !&������

# �� D !���� � ���� ��� �� �&� ��� �>��� ���� �� ��� ���� ��� ���7�� ��1�� �& �� � ���

��'��� 6��&��� ����� ��� �&��� ���� ���� &! �����& � ������ � � ��'��� 6��&��� �����& ,���� �� �&�6���� �������7��� ���� �� ������� ��� ����� ' �� �&� �� �&7� ' !&����� ����

����� -7�� ���� ��� � ��� �� �� � & ��� �� 1 �&�� ������& �� � �&�� ' ��'��� 6��&���

���� �� ���&�� ���'���� !&� ��� ������& � �66&�� ��� D ���&��� ���'���� ����� ���

& � % ��'��� 6��&��� ���'���� ���� � ��� �� �&�� D ��� ���� ����� % ���� ��� �� � �&��

������& �� ��'��� 6��&��� ���� ��7� ���&�� ���'����� � �� �� ��� ��� ' ��� 6��&����

���7� �������� ' � ���� ��� �� �&� ����� ������& �� ���� ���� ���& �� �� � ��!&�� D� ���

6�&���� �������� � ��� ? ��� & �&�� ��'��� 6��&��� ���� ��� ���'����� ��� �������7� 6�&����

���� �& 7��'� �� �� ��&�� ��'��� 6��&��� �����& � �� &� �& ���� ��� ��� �� ������ &!

��� �� 1 ��� �& ��� '���� ���� ����� !&� �����& ����� �������7� ���� ���������& �� 6���� ��� ���&�� 3'� �� ��� ��� &! �����& � ��&��

6��&������ ��� ��'��� ��� �����& �� %� ��� �3� �& �� &�� ��� ���� ������ � ��'���

6��&��� ���� � ��� �� �&�� �,! �� ��� ��&� � &! ���� &! �����& , � ��� �� �&� ��� ��

��&��� �7�� �� �&�� ��� �, ������� &! ��� ���1 ���1�� �& ����� �� �66&�� ��� �� ����>6����� ���� &! �����& � � ������� "&�� ���� ��� ���� � ���� ��� �� �&� ��� �� � ���� ���

!��� �� 1 ���� �� ,&��7�� !&� ���� �����& � ���� � ��� ��� �� �&� ���� ��� ���� ��� . &���� �&��� ��� ������7� �&7� ' �6��� &! ��� ����� ' �� �&� �& ���� �����& � �� ��������!&�� �� �� �&�6��� ��� �>6����� ���� �������� � � � ���� �������7�� ����� ��� ��

"����� �/ ��� ����� ' �� �&� &! � ���1�&''�� �����& �

��.#�.�)�D�-J %-.$,�-J 2�.� 3*-*."$ +,-J*0-� 2#� �-�0��.�- "-�%#�� ��@

Page 8: Integrating Priority with Share in the Priority-Based Weighted Fair Queuing Scheduler for Real-Time Networks

��� ������& �� ���� !&� �� �� ' ��� ���� ����7� ' ���� ' ������B ��� ���� !&� ���� ����7� '���� ' ��� � � �& & �

��� ��, �3'�

�� ��,� �,!��

��� ���� ��!��

��� ��

, �3'�����,

���

, �3'��,

����

���

��% ��

, �3'���%� ��,

���

, � 3'��,

���%� �

J�? �

4 ��

, �3'��,

#�7�&��� �� 4� �� �� ���� ���

��% � ���4%� �

& ��� �&�������� ���� &! ��� �����& � ������ � ��� ��'��� 6��&��� �����& � ��

�3� � ��� � ��� � ��% � � � � � ����� 4

� �

���, �3'

�,�

��

�, �3'�

�� ��,� �,!��

��� ���� ��!��

� �

� �� ���� ��!� ��, �3'��� ��,� �,!�

� ��, �3'��,

�C�

�� 6�&7�� � <�= ��� ��!!��� �� ������ ��� ��&� � &! ���!?� ���7�� !&� � �����&

� ��� %23 � � ��� �&����6& �� ' $� �� & �&�� ��� ��� ��>���� 6��1�� ��;� -��>�

��� ��� 6���&�� &! ��� $� ����� � � ��� %23 ����� ��� ��� ���� 4��� ��� ��� �&�1�

�& ���7� '5� � �� & � ��� ���7��� &���� �� ��� '�� ����� ��� �� �&� ��� ��� 6���&�

&! �%23 �� ��� ���� �� ��� �&����6& �� ' $� ����� � � �%23 �� �&�1��& ���7� '

�&&� ���� ��� ��!!��� �� &! ��� �&��� ���� ����� ������ � �%23 ����� � � ���

�&����6& �� ' $� ����� �� ���& -��>��� �����!&�� ��� �&�������� ���� �&� � !&� �

�����& � � �� '�� &�� �%23 ���7�� ��K

�N� � ��>�����!� �

� ���� ���� ��!� ��, �3'�

�� ��,� �,!�� ��, �3'�

�,� -��>

����

��� ��'�� ���� &! ��� ��&7� � �8����� ��� ����� ������ ��� ?��� ���� �� ��� ���� !&� ���

�� ��� D �& !��� � ���� ��� ����� ' �� �&�� ��� ���& � ���� �� ��� ���� �& �� � ��� ���� �

��'��� 6��&��� �����& � � ��� ����� � �� �&�� ��� ���� & � �� ��� �>��� ���� �� ��1�� �&

�� � ��� ���'��� ��;� 6��1�� � ����� &! � ��� ������� �� �� � ���� 6��1�� ������

��A %�"$ -� �0�

Page 9: Integrating Priority with Share in the Priority-Based Weighted Fair Queuing Scheduler for Real-Time Networks

���� �������� ��� ��� ��������

%� &� ��� ���� ���� �&� � !&����� �& � ��;� � ���6�� �66������& ��� ���& ���� �

�& ��&� �����& � � � ���� �����& �� ��� 6��&��� &! ��� �& ��&� �����& �� ' ����� ��

��? �� �& �� ��'��� ��� ��� ���� �����& 9� 6��&��� '� � ��� 6������&����� �� ������ &!

��� �& ��&� �����& � �� ���� ������� ��� ��� ���� �����& 9� 6������&����� �� ������ ���. &���� �&��� ' � '� � � � �����

%� ?��� ����7� ��� �&��� ���� ���� � ���� ��� �� �&�K

�3 � �� �� � � !��

�3� � �� ���� ��!� ��� �� � � !�� � �

� �� ���� ��!� ��� �� � � !���

.! ��� �� �&� ��;� �� ;��& ���� !� � � -8����& 4�5 �� �� ������� &���� ��� ����

�&� � &! %23 ���7�� �� � -8����& 4A5� . ���� ���� �%23 �� ��� ����� �& %23� 0�� ��

&� ����1 ��� �&� � ��� ��� �� �&� ��;� �� � ? ��� . ���� ���� �%23 ��� ���&�� �

6��&�������7� �������� ' ��'&������ 2�&� -8����& 4�5

�N �� �� -��>

�N� �� � ����

� -��>

��� ������ �� ���� �� �>6����� !�&� � 6��&�������7� ����������

. '� ���� ��� ���� �&� � &! ��� �& ��&� �����& ��

�N � ��>� �

�!� �

� ���� �� � � !�

�� -��>

.! �� ��&&�� � �� �&� ��;� ! � �� �� � &� � ! � � ��� ��� ��&7� � �8�����

���&���

�N �� �� -��>

��

� �

� -��>

%� ? � ���� ��� ���� �&� � &! ��� �& ��&� �����& �� ������� ��� ��� ���� �&� �

��� ' � %23 ���7��� ��� ����& �� ���� �� �� �� ��&&�� ��� �� �&� ��;� ! � �� �� � ��� � 6�� ���!?� &! ��� �& ��&� �����& �� ����� !��� � �& ��� ����� � �� �&�� # ���

&���� �� � ��� ���� �&� � &! ��� ���� �����& ��

�N� � ��>����

�!� �

� �� -��>

� �� ���� ��!� ��� �� � � !���

��.#�.�)�D�-J %-.$,�-J 2�.� 3*-*."$ +,-J*0-� 2#� �-�0��.�- "-�%#�� ��L

Page 10: Integrating Priority with Share in the Priority-Based Weighted Fair Queuing Scheduler for Real-Time Networks

� �� ! � �� �� � � � � � �� �� ��7� ! � ������� � � ��� ��&7� � �8�����

���&���

��N � �� � �����

� -��>

+&�6��� ' ���� ��� &��'� �� %23 ���� �&� � !&� ���� �����& � ����� ��

�-��>��� � ������� �%23 ���� �&� � !&� ���� �����& � ������� & � � � ��� � � ��� � �� ����� ��& ���� �&� �� ��� 7�� ��&��� ���� ������ ��&�� ���� ��� ���� �&� � &!

��� �& ��&� �����& �� '����� ������� ����� ��� ���� �&� � &! ��� ���� �����& ��� &�

��� '�� �&& �����

���� ��������� ������� �������� ��� ������ ����

%�� ����' � ' � ��������� ���&�1 �66������& �� ������ ���� �� ��� �� ��� ���� 1 &� !&� ��� �����& �� .! � %23 ���7�� �� ���� �� �� ��� ���� �&� � ��N � � �� ��� �&�6���

�&'����� ��� & � �� !&� ��� %23 ���7�� �& ��:��� ��N �� �& ��:��� �� � &���� �& ���� �� ����� �� ����� � �!?��� � ���&���� ���&����& � . &�� �%23 �66�&��� �� � ��&����

��& �&�� 6��������� ������� � � ��� ��5� � � ��� ���� �& ����7� ��� ��������� ��N�D ��:���� ' ��� 6��&������ ��& ' �����& � �� ��� ���� �& ��&&�� ����� �����& 9� 6��1���

���� �� �� � ?��� ��& ' ��&�� ���'���� 6��1���� D ��:���� ' ��� �� �&� ��;� �� ��

������� � �&� �&���� � '�� ������ �� �� � �& 6�&7��� � '���� ���� ���7��� ���� !&� �

�����& � �����!&�� �� ��7� �&�� M�>������ �& �& ��&� �&� ���&����� ��� ���&������

,&��7�� � &���� �& ? � ��� �66�&6����� �� �&� ��;� � � �&�6��� ��� ���� �&� � &!

�%23 � -8����& 4�5 �� ���� ������� � ��� 6��&��� ����' �� � ?��� ��� �� �� &� ���

�& ? � � &6����� 6��&��� ����' �� � �& ���� ��� ���� �&� � ��8������ �� �� ��� ����

# � 6&�������� &! ? �� ' ��� ���� 6��&��� ����' �� � �� �& ��� ��� ������!&��� ����&�

�& ���� ��� 6&������ 6��&��� ����' �� ��� $�7� ����� ��� + �����& � ��� �&�6��>�� &!

���� � �66�&��� �� 6�+Q�� ���� �� ��? ���� &� 6�������� ��� ����� ��� �� �����& ��

%� 6�&6&�� � ���6�� ��'&����� �& ����' 6��&������� #�� ���� �� �& ����' 6��&������

���&��� ' �& ��� ������6� ���� ������ ���� �����& 9� %23 ���� �&� � � � ���

��8������ ���� �&� � �� ������� ��� %23 �&� � ������� ��M���� ���7��� �����

�����7���& � .! ��� ������6� � �� � �'���7� 7���� 4��� %23 �&� � �� ������� ��� ���

��8������ �&� �5 ���� ��� � � �����& 9� �����7�� ���7��� ����� �� ���� �& ���� ��� ����

�&� � ��8������ � ������ �� �& 9� ��� �& � ������ ��� 6��&���� .! � ������6� � ��

'������ ��� ;��& ���� ��� �����& �� &� ���� ��� ���� �&� � ��8������ � !�&� ���

�����7�� ����� �� ���� ��� �& ��:��� ��� 6��&���� ��� ���'�� ��� ������6� � �� ��� ��'���

��� 6��&��� �� ��&��� '���

��� 6��&��� ����' �� � ��'&����� � ������ ��� !&��&�� ' ����� ���6�K

�� 2&� ���� �����& � &! + �����& � �&�6��� %23 ���� �&� � ���&��� ' �& -8����&

4A5�

��N� 4� � ��

��� -��>

��C %�"$ -� �0�

Page 11: Integrating Priority with Share in the Priority-Based Weighted Fair Queuing Scheduler for Real-Time Networks

�� 2&� ���� �����& � &! + �����& � �&�6��� ��� ������6� � ������ ��N� 4�

� � ����

�&� � ��8������ � ���

�� � ��N� 4� � ��

����� �� �� ��� ������6� � &! �����& ��

B� &�� ��� ������6� ���� &! + �����& � � �������� '� ' &���� � � ����' 6��&������

���&��� ' �& ���� &����� ��� ���'�� ��� ������6� � ��� ��'��� ��� 6��&��� &! ���

�����& �

$�7� ��� ��� �� � � � 6��&��� ����' �� � �� �� ������ ��� �� �&� ��;�! � �&�7� '

��� !&��&�� ' ��� &! � �8��������K

��� � � � � +� �2� � �3� � -��>

�� �� ����

.! �� �� &� ? � � �&����& &! ! ��� 6�&���� �� ������� ��� 6��&��� ����' �� � �� �

�& M��� ���� ��� ����� ���&����& � %� ��&��� ��� � ��!!��� � 6��&��� ����' �� ��

$�7� ��� 6��&��� ����' �� � '��'�� � � � �'+ �� �&�� ������ ������ � � � � �+��+ � �

�� &�� ���� �� 1�� 1�� � � � � 1+ ����� 1� � 1� � � � � � 1+� ���� ��? �� +� � ����

��'�� �� ��� 1� �1�� 1�� � � � � �1+����� ����� ' !�&� ��� ��'�� � ��� 1� �� ��

���&7� �� � � ��> � ����1� ' ��'�� �� & � � & � � -8����& 4��5� ��� '&�� �� �&

? � � �&��& 7���� &! ! ����� �����?�� ��� + � �8��������� ��� ������ ��&6� �� �&& ��

& � '&&� ! 7���� �� !&� �� �����!&�� ��� �&�������� �&�6��>�� �& ? � � �� �&� ��;� ��

6�+��� "&�� ���� �&�6��� ' ���� �3� �� � 7&�7� ��� �������& !� ���& � D�� ��� �&���

�&�6�����& �&�6��>�� !&� �3� ��3� � � � � ��

3+ �� ����� 6�+���

,! ��������� �����

. ���� �����& �� 6���� � &�� 6��!&��� �� ���� &! �%23 ��� ' ��� "���&�1 ������&�

4"5 <��=� ��� ���&�1 �&6&�&' �� ��&� � 2�'��� B� ��� 6��1��� ��� ������� �& ��7�

��� ���� 6��1�� ��;� &! ��D� -��� &�� �� ������� � ��� '���� ���� ���7��� �����

. ��� ��������& ����� ��� ����� �����& �� ����& � �� !&� ����& ���� ���� � ���&�����

�� ������ A���6�� ��� 6��1�� 8���� ' ���� ���� �� ���� ��� ������ ����& �

��� ����� 7���& ���� � � ��� ���&����� �� ������ �� ���6�� ��� ��>���� 8���� ' ����

!&� 6��1��� � �����& � ���� �� ���� ��� BB��� ����& B �� � !�6 �����& ��1� ' ���

����� � ' L��BA��6� ���� ��� ���� �&� � ��8������ � &! ������ ��� �����& � ��7� �

+& ��� � D�� ���� 4+D�5 �&�����

�& ���� ��� �&�������� ���� 6��1��� ��� '� ������ ���� ��� ���� ?7� ����� ��� �&1�

���� &! ��� ���1 ���1��� %� ��7� ������ ��� ������ &! ��� ���1 ���1��� ��!&�� ��� �� �

���� 6��1�� � ��� ��������& � . &�� ���� ��� ���1 ���1�� �� ����� ��6�� . &����

�&��� �� 1 &� ��� �&����� ��� ��� '���� �� �� �&1� � �& &� ����������� * ��� ����

��������� �� ��� �&�������� ���� ���� &�����

��.#�.�)�D�-J %-.$,�-J 2�.� 3*-*."$ +,-J*0-� 2#� �-�0��.�- "-�%#�� ���

Page 12: Integrating Priority with Share in the Priority-Based Weighted Fair Queuing Scheduler for Real-Time Networks

��� ��������& 6��������� ��� ��&� � ����� �� ��� ����� ��� �� ����6�

-��> � ���� ����� ���� -��>�� � ��C������

2&� �&�6����& 6��6&��� �� ���& ���� ��� �&�������� ���� �����7�� � ���� �����&

��� ' %23� �� �� �� ��� !�&� 2�'��� � � � ����� B ��� �7���'� �� ������� &! ��� �����

�����& � ��� ' %23 ��� ��&�� �& ����� �� 7������ ,&��7�� ��� �&�������� ���� !&� ���

����& �����& �� ��L����� ����� �>����� ��� �6���?�� ���� �&� � &! ������

���� ����� �� �������� ���� ��� � !" �� �� ��#$

%� &� ��&� ��� ���� ������� ��� ��� ����� ���� �%23� �� ��������� ������� ��

��� �& ������� � ��& ����������K �����& 6��&��� � � �� �&� ��;�� *�� ' &�� 6��&���

����' �� � ��'&����� 6���� ��� � ����& ��B �� ����' ��� �����& 6��&������ ���&��� '

�& ����� ������6� ����� ��� ������6� ���� ��� �C�C��� � �@�L�AC � � � �BB��B@�� !&�

�����& � � � � � B ���6����7�� �� ��&� � ����� �� "&�� ���� � ���'�� 7���� ��6���� �

��'��� 6��&���� & �����& � ��� ��� ��'���� 6��&��� � � �����& B ��� �&�����

%� ��� �&�6��� ��� 6��!&��� �� ��� ' 7���&�� �� �&� ��;��� 2�7� ��!!��� � ��;�� ���

������K ������ �B��� @��� B��� � � ����� . ����� @ �� ��&� ��� ��������

�&�������� ���� 7�� ��� �&�6���� 7���� !&� ���� �� �&� ��;� � �%23� �������&

������� ���& ���� �� ���� ��� ������ �� ������ ���� � ���� �����& � ��� ����� �� �&�

"����� 7/ �������& ����� ���� ����� ���&�1 �����& ��

0�*�� �/ �������& ����� 6����������

�� 4��5 �N� 4�� 4��5 �� 4���5 &���� ���� 4��6�5 �� 4��6�5 �� 4��6�5 �� 4R5

����& ��� ��C�C��� ���� ��B� ���A� ���A� ��A�

E���& BB �L���B� ���A �� � � ��

2�6 ��� AA��A@ A@ @BA �� L��BA L��BA L��BA

�B� %�"$ -� �0�

Page 13: Integrating Priority with Share in the Priority-Based Weighted Fair Queuing Scheduler for Real-Time Networks

"����� 8/ J��� � � �� ������ &! �����& � ��� ' %23�

��.#�.�)�D�-J %-.$,�-J 2�.� 3*-*."$ +,-J*0-� 2#� �-�0��.�- "-�%#�� �B�

Page 14: Integrating Priority with Share in the Priority-Based Weighted Fair Queuing Scheduler for Real-Time Networks

��;�� �� 7�� ��&�� �& ����� %23 7���� �� ��&� � 2�'��� � �& ��� ��� &� ����� ���� !���

�& ?��� ���� ��� �����& �� ������ '���� ��� �� ����� �����7���

%� �� ��� ���� ��� ��� �� �&� ��;� �� � ? �� ��� ���� &! ����& �����& ��&6� �&

& � & � 6��1�� ��� ������& ����� ���� �� ��� 7���� !&� ��� 6��&�������7� �������� '�

%�� ��� �� �&� ��;� �� ��� �& B��� 4� �&�7� ' -8����& 4��55 ��� ���� �&� �

��8������ �� &! ����� �����& � �� �� ���� %�� ��� �� �&� ��;� �� ��� �& ���� �� �� �&&

����� �& ���� ��� ���� �&� � ��8������ � &! ����& �����& �� %� ��&� ��� ������

�������� ����� � 2�'���� @��� 2�&� ����� ������� �� �� ��� ���� �%23 �� � �!!����7�

����&� �& �& ��&� �����& 9� ���� �&� �� � ����' � ' 6��&������ � ��� � �66�&6�����

�� �&� ��;��

���� ����� �� �������� �����"� ��� � !" �� �� ��#$

. ��� ���� �����& �� ������ ���� ��� ���!?� � ��� �����& � �� �& ����� �� � ��� ���1

���1�� �&���� . 6������� �&�� �����& � �� &� !&��&� ��� ���1 ���1�� �&���� �& ���

��� 6&������ ���7�� ����7�&� �� ���&7� ��� ���1 ���1�� �& ����� � � &�� �>�

��������& ����� ��� +D� �&����� ��� ��� �& ��7� � �� �&� 6�&6��� �& ���� ��� 6��1��

� ��������7�� ���� �� � �!&��� ����������� � ��� �� '� ��@N��������� ��@N�������� ������������� �� ��� �7���'� � ��������7�� ����� �'�� �� ?��� ��&� ��� ������ ��� ' ��� %23

��������� � ����� A�

0�*�� 7/ �������� ���� � � �� ������ ��� ' %23�

%&�������� ���� 4��5 �7'� �� ������ 4��6�5

����& �����& ��L��� ���AB�

E���& �����& �@�@A �����L

2�6 �����& @���� L��B@A

0�*�� 8/ ����& 6����������

J�����6� � 4��5 ���&���

����& �����& �C�C��� B

E���& �����& � �@�L�AC �

2�6 �����& � �BB��B@ �

0�*�� �/ ��������F�&�6���� ���� 7����� &! �����& � ���� ���1 ���1�� ��� ' �%23�

%� �&�4��5 ���� �B� @� B� ��

����& ��C���F��ABC� ��ABC�F��ABC� LC��CA�FL���B� �C�����F������ ��C�LC�F��C�CCB

E���& ��ABC�F����� ��ABC�F����� ��ABC�F���B� ��ABC�F��B� L�BL�CF���C

2�6 @��A��LFL����@ @��A���FL����@ @����@@FL����A @C�C�CAFL���@@ @A�C��BFA���C@

�B� %�"$ -� �0�

Page 15: Integrating Priority with Share in the Priority-Based Weighted Fair Queuing Scheduler for Real-Time Networks

"����� �/ 3���� ' ���� !&� �� �&� ��;�� �������

"����� �/ 3���� ' ���� !&� �� �&� ��;�� �B����

��.#�.�)�D�-J %-.$,�-J 2�.� 3*-*."$ +,-J*0-� 2#� �-�0��.�- "-�%#�� �BB

Page 16: Integrating Priority with Share in the Priority-Based Weighted Fair Queuing Scheduler for Real-Time Networks

"����� �/ 3���� ' ���� !&� �� �&� ��;�� @����

"����� 9/ 3���� ' ���� !&� �� �&� ��;�� B����

�B� %�"$ -� �0�

Page 17: Integrating Priority with Share in the Priority-Based Weighted Fair Queuing Scheduler for Real-Time Networks

%� &� 6���� � ��� ������� !&� �%23 ����&�� ��� ���1 ���1�� �& ����� ��� ���

�������� �&�������� ����� ��� ��&� � ����� L� 2�&� 2�'���� ����� ��� ���� � �

�� ������ !&� ����� ?7� �� �&� ��;�� ��� ��&� ���6����7���

. ���� ���� ��� ���!?� �� &� ��'������ � ��� ���1 ���1�� � � ��� � ��������7�� ���� &!

6��1��� � �����& � �� ������ <��CN��@�� ��CN��@��= &� <A� �� �����=� � �� �� ��

&� �& ����� �� � ���1 ���1�� �� �� &� �&�6��� ��� �� �&� ��;� !�&� -8����& 4��5�

0�*�� �/ �������� ���� &! �����& � ����&�� ���1 ���1�� ��� ' �%23�

%� �&� ��;� 4��5 ���� B� @� �B� �L�

����& �����& ��C��� @�L�@�A @�L���A ������� ����CCL

E���& �����& ��ABC� AC����� @B�BL�� @B�BL�� ��ABC�

2�6 �����& AA����� @L�@@�� A��A@@� AB���BA AA�����

"����� �/ 3���� ' ���� !&� �� �&� ��;�� �����

0�*�� �/ �������� ���� � � �� ������ ����&�� ���1 ���1�� ��� ' %23�

%&�������� ���� 4��5 �7'� �� ������

����& �����& @@���CB ���A�B�L

E���& �����& ���L�� �����L��

2�6 �����& @���A�C L�����BL

��.#�.�)�D�-J %-.$,�-J 2�.� 3*-*."$ +,-J*0-� 2#� �-�0��.�- "-�%#�� �B@

Page 18: Integrating Priority with Share in the Priority-Based Weighted Fair Queuing Scheduler for Real-Time Networks

"����� .:/ �%23 ����&�� ���1 ���1�� � � !� �������

�BA %�"$ -� �0�

Page 19: Integrating Priority with Share in the Priority-Based Weighted Fair Queuing Scheduler for Real-Time Networks

"����� ../ �%23 ����&�� ���1 ���1�� � � !� B����

��.#�.�)�D�-J %-.$,�-J 2�.� 3*-*."$ +,-J*0-� 2#� �-�0��.�- "-�%#�� �BL

Page 20: Integrating Priority with Share in the Priority-Based Weighted Fair Queuing Scheduler for Real-Time Networks

"����� .�/ �%23 ����&�� ���1 ���1�� � � !� @����

�BC %�"$ -� �0�

Page 21: Integrating Priority with Share in the Priority-Based Weighted Fair Queuing Scheduler for Real-Time Networks

"����� .7/ �%23 ����&�� ���1 ���1�� � � !� �B����

��.#�.�)�D�-J %-.$,�-J 2�.� 3*-*."$ +,-J*0-� 2#� �-�0��.�- "-�%#�� �B�

Page 22: Integrating Priority with Share in the Priority-Based Weighted Fair Queuing Scheduler for Real-Time Networks

"����� .8/ �%23 ����&�� ���1 ���1�� � � !� �L����

��� %�"$ -� �0�

Page 23: Integrating Priority with Share in the Priority-Based Weighted Fair Queuing Scheduler for Real-Time Networks

�& ���� ��� ���� ��8������ �� &�� �>6����� � ��&�� ���� ��� �� �&� ��;� ��&��� ��

��&� � �L����

���� ����� �� �������� ���� ��%���� !�������� �� ��#$

2�&� ��� ��&7� ��������& ������ �� �� ��� ���� �%23 �� 7�� �!!����7� � ������ ' ���

6��1�� ���� !&� �&� �� ������ �����& �� ,&��7�� �� �� &� ����� �& �� �! ��� ������ ��

�8���� �!!����7� !&� �����& � ���� � ������� �� ������� ���� �� �! �����& � ��7� �������

�� ������ ��8������ �� ��� ���� ��!!��� � ���� ��8������ �� �� �&��� ��1� �& 1 &� �!

��� ������ �� ���!���

%� �'�� ���� � ����� ���� ����� �����& �� ��� �����& � ��7� �&���� ����� &! ����6�

�@��6� � � �@��6� ���6����7��� ��� ��������& 6��������� ��� ��&� � ����� C�

��� ����� ��� �� ����6� -��> � ���� ����� �����!&�� -��>�� � ��C�����

����� � �AB�C��� ����� � ��C��@BBB�� � � �B��B � �A�������

���&��� ' �& -8����& 4��5 �! ! �� � <B�C�A�� C�������= ��� ���� �&� �

��8������ �� �� �� ���� & �� ��� ��� �� �&� ��;� �& �� ��� � � �&�6��� ��� ����

�&� � ���&��� ' �& -8����& 4�5� ��� ���� �&� �� !&� ��� ����� �����& � � �%23 ���K

�N� � BB���B��

�N� � ���CA@��

�NB � �L�A�@��

%� �� ��� ���� ��� �� �&� ��;� &! ��� �� � �66�&6����� & � �& ��� ��� �����& � ����

����� ���� �&� � ��8������ ���

2&� ������ ��� ' %23 ��� �&��� ���� ����� � � �7���'� �� ������ ��� � ����� ��

%�� �%23 �� ���� � ��� ����� ��� �����& � ��7� ������6� ���� &! � B��L�AC��

��AA�@�� � � � ���AA��� ���6����7��� & �����& � �� ����' �� ��� ��'���� 6��&���

0�*�� 9/ �������& ����� 6����������

�� 4��5 �N� 4�� 4��5 �� 4���5 &���� ���� 4��6�5 �� 4��6�5 �� 4��6�5 �� 4R5

����& �����& @� �L���B� ���A �� � � ��

E���& �����& �� ���AA�@ C��� �@ B B B�

2�6 �����& B� �L��BBA �ABC� �@ @ @ @�

0�*�� �/ �������� ���� � � �� ������ &! �����& � ���� ������� �� ������ ��� ' %23�

%&�������� ���� 4��5 �7'� �� ������ 4��6�5

����& �����& �@�@A�C �����AAL

E���& �����& �����A� ��������

2�6 �����& �@�B�@� �����@LC

��.#�.�)�D�-J %-.$,�-J 2�.� 3*-*."$ +,-J*0-� 2#� �-�0��.�- "-�%#�� ���

Page 24: Integrating Priority with Share in the Priority-Based Weighted Fair Queuing Scheduler for Real-Time Networks

����� �����& � �� ����' �� ��� �&���� 6��&���� ��� �������� 7�� �&�6���� �&��� ����

����� !&� �� �&� ��;�� &! ������ ��� � � ��� ��� ������ � ����� ���

�� �� �� ��� !�&� ��� ����� ��� �� �&� ��;� &! ������ �� �&& ���'�� ����&�'� ���

���� �&� � ��8������ � &! 7���& �����& � � !�6 �����& �� �� ��� ��� ���� �&� � &!

��� ����& �����& � ������� ������������ & ���� �� &� � �66�&6����� �� �&� ��;� �&

���� ��� ��� ���� �&� � ��8������ ��� ,&��7�� ��� �� �&� ��;� &! ��� �� �&& �����

�� �� ��� ���� �&� � &! �����& � �� &� �� ���� ��� �� �&� ��;� &! ��� �� '&&� �����

�& ?��� ��� �&����� ��� &! &�� �&�6�����& �

���� &'��"����� �� ��� �������� ������%��� ��������%

2&� � ����� ��� ' ��� �%23 ��������� �� ��� �& ������� � � 6��&��� ����' �� � !&�

��� �����& � ?��� ��!&�� ? �� ' � �� �&� ��;�� .! �� ��� ��� ������!&��� ����&� �& ���� ���

6&������ 6��&��� 6��������& � !&� + �����& � �� ��7� �& �&�7� -8����& 4��5 +Q ������

%�� + �� ���'� 6�+�� �� � ����6����� !&� 6�������� ����& �� %� �����!&�� �� � �& 1 &�

�&� '&&� ��� ��������� ��'&����� � ����& ��B ���

%� �& ���� ��� !&��&�� ' ��������& � �& �&7�� ��!!��� � ������ &! �����& �

�� ������ �����;���& � � � �� ������ ����������& �� #�� '&�� �� �& ? � ��� ������� ����& &!

��� 6��&��� ����' �� � ��'&����� � ����& ��B !&� ? �� ' � �&����& &! -8����& 4��5� .

��� ��������& � �� ����6� -��;� ���� ���� � � � �� ��� ���7�� �� ������

�����;���& � .� ��&��� �� �� ��& �� ���� � ��� ' ��� 6&������ 6��&��� ����' �� �� �

��� ��������& � �� ? � ���� ����� ����� �>��� �&����& � !&� -8����& 4��5 ���� ���

&6����� ��'&����� ��� � ������� ����& &! ���R � ����� ������

%� ?��� ���� � ����� ���� ����� �����& �� ��� ��������& 6��������� ��� ��&� �

����� ��� ��� ���7��� ������ &! �����& � � � � ��� �� �&�� '� ������ ����� ��� �� '�

4� B5 � � 4��@ B�@5 ���6����7��� ����& B9� ���7��� ����� �� ������� �� ���&��� ' �& ���

���7��9� �����;���& � 2�&� 2�'��� �@ �� �� ��� ���� ��� ��� ���7��9� �����;���& �� �&�

0�*�� .:/ ��������F�&�6���� ���� 7����� ��� ' �%23�

%� �&� ��;� 4��5 ���� � �

����& �����& ��@�ALLF��@�@�L �@�@A�CF�����B �C�����FBB���B

E���& �����& ��C���FL�BLB ����CF����A@ ���BCLLF���CA@

2�6 �����& �C�C��AF�C���A ���@LAF�L��LA �@�B�@�F�L�A�@

0�*�� ../ ����� �����& ��

����& � 4���5 �� �� '� 4��6�5 �� 4��5

� ���A 4� B5 �@

� C��� 4��@ B�@5 ��

B �A BC� �N� ���,�� �� B�

��� %�"$ -� �0�

Page 25: Integrating Priority with Share in the Priority-Based Weighted Fair Queuing Scheduler for Real-Time Networks

4���&� L�R5 &�� ��'&����� �� 7�� '&&� � � ��� � ���R ������� ����&� %�� ���

�����;���& � ������� 4!�&� ��@ �& ���5 ��� ������� ����& ��&6� � � M��������� D�� �� ��

����� ? � � '&&� �� �&� ��;� � �&�� ��� L�R &! ��� ������

��� ����� ������� �>� ��� ?7� �����& �� ��� ��������& 6��������� ��� ����� ���

?7� �����& � ��� ��&� � ����� ��� 2�&� 2�'��� �A �� ? � ���� ��� ������� ����&

M�������� ������� ��� �� �� ����� '�� &7�� C�R ������� ����&� ��� ���� ��������& �� !&�

������ ���� ��7� �����& �� ��� ��������& 6��������� ��� ��&� � ����� �B � � ���

������� ����& �� ��&� � 2�'��� �L�

2�&� ��� ��&7� ��������& ������ �� �� ��� ���� &�� ��'&����� �� &� &6������ D�� ��

��� � ����& ��� '&&� ��'&������ %� 6�� �& ���� �&�� 6��&��� ����' �� � ��'&������

� ��� !������

"����� .�/ ������ ����& ��� �����& ������ B�

0�*�� .�/ 2�7� �����& ��

����& � 4���5 �� �� '� 4��6�5 �� 4��5

� ���A 4��L@ ���@5 B�

� ���A 4��L@ ���@5 B�

B C��� 4����@ ��B�@5 B@

� C��� 4����@ ��B�@5 B@

@ �A BC� �N� ���,�� �� A�

��.#�.�)�D�-J %-.$,�-J 2�.� 3*-*."$ +,-J*0-� 2#� �-�0��.�- "-�%#�� ��B

Page 26: Integrating Priority with Share in the Priority-Based Weighted Fair Queuing Scheduler for Real-Time Networks

-! ������� ���

�� �� ��7� ��������� ������� & � 6�&���� ���� %23 � � ��� �66�&>�����& ��'&������ ��

���� ��� ���� �&� � �� ��&��� ���� �& ��� �����& ������ �& ���&�6�� ���� <C= 6�&6&��

��� ������������ !��� ���7��� ���7� 42+5 ��'&������ . 2+ � ��&�6���� �� ��� ���7���

���7� �� ���� �& ����������;� ��� �����& 9� ���7��� ��8������ �� D ��&&�� ' �

�66�&6����� � M����& 6&� � � � ��� ��&6� &! ��� ?��� ��'�� � � ��� ��&�6���� ���7���

���7� ��� �����& 9� ���� �� �� �������� "&�� ���� ��� ��&6� &! ��� ���& � ��'�� � �� ���

���� �� ��� &��'� �� �� ������� ��� 2+ ������ �� �&�� �&�6��> ��� &���� !���

"����� .�/ ������ ����& ��� �����& ������ @�

0�*�� .7/ �7� �����& ��

����& � 4���5 �� �� '� 4��6�5 �� 4��5

� ���A 4��@ ��L5 A@

� ���A 4��@ ��L5 A@

B ���A 4��@ ��L5 A@

� C��� 4��C ���5 L�

@ C��� 4��C ���5 L�

A C��� 4��C ���5 L�

L �A BC� �N� ��A,�� �� ���

��� %�"$ -� �0�

Page 27: Integrating Priority with Share in the Priority-Based Weighted Fair Queuing Scheduler for Real-Time Networks

8���� ' ��'&������ � ����� &! ��� ����� &! ����� 7�������� � � ��� �� ���� �&�6�����&

�&�� 6�� �����& � 2&� ���� �����& 2+ ���� �� ����� ��> ����� 7�������� �& 1��6 ������ �

���'���� ���� 7������ ���� � � ��? ���& &! ���7��� ���7��� � �� �� ���� ��� ��� ���

������ � ���7� ��� ���'���� ���� ���7� � � ��� 7������ ���� ���7� �� �� �� ����� ����� �����

�� �&�6��> �� ��� ����� !��� 8���� ' ��'&������� . ������& ��� ��� �� � �� &! �����

���7�� �� ���� �&�� �&�6��> ��� ���� &! ��� 7������ ���� ���7� &! !��� 8���� '

��'&������ ������� ��� ���7�� ��� ��&�6���� �� ��� � 2+ �&�6��� ' �& & � & � �� ���

��'�� � � !��� 8���� ' ��'&�������

��� �&�6��>�� &! �%23 ��'&����� �� ���&�� ��� ���� �� %23 ��� ������� ������

�&� � �� �� ���&�6��� �� � 2+� ��� !��� ��� &! �%23 �� �& ��&���� � ��� ��;� &! ���

����� ' �� �&�� #������ &! ��� �� �&� ��� !��� ��� &! �%23 �� ��� ���� �� %23�

�����!&�� � ��� �&��� ���� ��� !��� ��� &! �%23 �� & �&�� ��� ��� ��;� &! �� �&�

6��� ��� !��� ��� � ��> &! %23� .� ��&��� �� �� ��& �� ���� ��� �%23 �� �&� ������

�� ���& �� �66���� �& �&�� !��� 8���� ' ��'&������ ���� �� !"�# +23 23 �����7���� &���� 6�&:���� ���& �� �& ���&�6�� �� ������ !�&� ��� ���� �&� �� . <��=

J����-JJ �� 6�&6&��� �& 6�&7��� ���� �&� � !&� � �����& ����� �� � ��6� �� � &! ���

�� ������ ���&����& � ��� ���7�� �'&������ � ���7��� �& ����� ���� ���� �����& � ���

�& ����� ������ ���� �! � �����& &��� ��� 6�&����� ���!?� �6���?����& ���� �� � 6��1 � �

�7���'� �� �� ' ���� ��� ���7�� ���� '���� ��� � ���� �&� �� ��� ���7�� ���� � 6��1��9�

������ � �& �� ��� �>6����� ����7�� ���� ���&��� ' �& ��� �& ����� 6��� ��� ���� �&� ��

"����� .�/ ������ ����& ��� �����& ������ L�

��.#�.�)�D�-J %-.$,�-J 2�.� 3*-*."$ +,-J*0-� 2#� �-�0��.�- "-�%#�� ��@

Page 28: Integrating Priority with Share in the Priority-Based Weighted Fair Queuing Scheduler for Real-Time Networks

�������& �& ��&� � ����� &� & � ���� ��� ��� &! ��� 6��1 ����� &! ��� �������� �����& �

�� ������� ��� ��� �� 1 ��6���� ��� ���& ���� �7� � ��� �&��� ���� ��� �7�� �����&

�� �� ���!?� �� ��� 6��1 ���� �� ����� ��� ���� �&� �� +&�6��� ' ���� %23���1�

�����6�� �� ��� ���� �&� � &! J����-JJ �� &� ����7�� !�&� �� ������ ���&����& ���

�6���?��� ,&��7�� ��� �&�� &! J����-JJ �� ���� �������& �& ��&� ��� �& �& �����

�����& 9� 6��1 ���� ����� ��� %23���1� ���7�� & � ���� �& ���&���� �� ������

���&��� ' �& ��� �����& �9 �7���'� �����

. <�B= �+� 4�����+& ��&���� ����� ���&���5 8���� ' ���&�6��� �� ������

���&����& � � ���� �&� � �� ����� ��� ��!!��� �� ������ �+� � � %23���1�

���������� ���� � ��� ���7�� ������������� � �+� ���7�� ��� ��& �&�6& � �� � ����

�& ��&���� � � � ���������� ��� ���� �& ��&���� �& ����� &! � ��� &! ��'����&��

�&����6& �� ' �& ���� �����& � D� ������ ���&����& �� ��1� ���� &! � ��� ����

�& ��&���� ����� �&��� � 6��1�� � ��� �� ���&��� ���'���� ���� ���& ������� ' ��� ���!?�

6����� � ��� ��������� �& ����� &! �����6�� 6��&������7�� 2+2 8������ .� �� ���6& �����

!&� ���7��� ' 6��1��� ���� ��!!��� � 6��&������ �& ���� � 7����� &! ���� ��8������ ��� ���

����� ' ���� &! ���� 6��1�� �� � 6��&��� ��7�� �� '���� ���� �& �� ���� ��� ��� ����

�&� � ���&������ ���� ���� ��7��� # � 6�&���� ���� �+� �&��7�� �� ���� �� �� &� �&�1

�& ���7� '�

. <��= � /������-JJ ���7�� �� 6�&6&��� �& �>�� � J����-JJ � ���� ' � �����:�����

��'����&� ��!&�� ��� -JJ ��������� �& �� ��� ��� ���� ��&��&�6& � � ��������� �� �+��

��� ��!!��� �� �� ���� ��� ��������� ���� � /������-JJ �� -������� J�� J��� � ����� &! �

������ 6��&��� ����� ���������� �� � ������ ��� ��7� ��'� &! ��� &7�� -JJ &� %23�

��1� ���������� �� ���� ��� ��6���� ����& �� ������ ������� �� �&�� &� ��7� �& ��� ��� �

�&���� 6��&��� 8���� �� � -JJ &� %23� �� !�� �� 6��&��� ����' �� � �� �& ��� ��

�+� �&�� &� 6�&7��� � ����&� � � �� :��� ������ ���� ��� 6��&��� ����' �� � �� � 6&���

������ �&��&7�� �+� �� & � &!!�� � ?>�� ����� &! ���� �&� �� ������� &! ���

?>�� ����� &! 6��&��� ��7��� ����� J����-JJ /������-JJ � � �%23 �& &� ��7�

���� ��������& �

. ������ %23���1� �����6�� �� ��� �����6�&6&���& �� ����' �� �� � � ��� ���

�&�1��& ���7� ' ����� ��� ��� 6�&���� &! �&�6�� ' &! �� ������ ���&����& � � ����

�&� �� #�� �%23 �66�&��� �&�7�� ��� 6�&���� !&� ���� �6� &! �����6�� ��� # ��� &����

�� � /������-JJ � � �+� ��� ������& ��&���� �����6�� �� �� �� ���!?� �� ��'������ � ����

��� ���&�1 � � ���� �&� �� �� �� ����7�� !&� '� ���� ���&���� ����' �� ��� ���

������������ �& ��6����� ��� ���� �& ��&���� !�&� ��� ��������� � ���� �� 6�&7���� ���

���&�6�� ' &! �� ������ ���&����& � � ���� �&� �� ,&��7�� ��� ��� '� ����� & �

�&�1��& ���7� '�

#����� ��7� ���& �66���� ��� �� �&� �& ��6� �& ��������� �&��� �����& ������� .

<�A �L= � �� �&� �� ���� � � �����6��������� ���&�1 �& ������ ��� ����� &!

�&�����& � &! �����'� ��� ������& � ��� �� �&� �� ��? �� �� � � ���7�� & ��� �>�� &!

�&�� �����'� 6�������� !&� �>��6�� ��� ������ ���� �& �� � � �����'� � � ��� �� �&�

�� ���� �& �& ��&� ���� �����'� �� ���'���� �& �� �� �� +& ��6����� ���� �� ������� �& ���

�� �& ��? � ��� �� �&� � &�� �%23 �66�&���� ,&��7�� &�� �&�1 '&�� ��& � ���

���6�� �� �&� ����� ��� � � � ��&����� ��� ���& � 6�������� 4 6��&���5 �& ��:��� ���

�� �� ' &���� &! �����'�� ����� ��� �� �&�� . ������& &�� �66�&��� 6�&7���� �

'� ���� ����&�&�&' �& �&��� � ��!!��� � �������� ' 6&������ � ��� ' � �� �&� �&

��A %�"$ -� �0�

Page 29: Integrating Priority with Share in the Priority-Based Weighted Fair Queuing Scheduler for Real-Time Networks

��� '� ��� ���� '�� ������� .� ��&��� �� �� ��& �� ���� �� 4��>�� ���!?� ��������5

6�&6&��� � <�C= 6�&7���� � ������� ���� ��� � � �&���� ��!!��� � �& ��>�� ����� ����&�

!���������� �����'� � �&�� ' !&� �������� ' � ��� +& ��&���� ���� "���&�1 ������� &!

��� ������� ����� &! ���� �& � �&�� �����'� ������ ��� .� 8�� ��;�� ���� � �& �������J����� �� &! �����'�� ����� !��� � �& ��� ���� ��'�& ���� ��7� ��� ���� � �&�� '� �&

����� '���� �����'�� � ��� ���� ��'�& ��� J����� � �& &�& �� 6��&��� �� �����

.! /��������

. ���� 6�6�� � 6��&��������� ���'���� !��� 8���� ' �������� ' ��'&����� �%23 ��

6�&6&��� �& � ��'���� ������ 6��&��� � ��� %23 ��'&����� � � ��&���� ' � ����� '

�� �&� & 6��1���9 7������ ? ��� ������ ��� �& �������& &! �%23 �� ���� ��� ����

�&� �� &! �&��� �����& �����& � �� �� ���&�6��� !�&� ����� ���&����� ���7��� ������P

�� �� � �!?��� � ���&���� ���&����& �� �� �����7��� ��� �&�������� ���� �&� � &!

�%23 �� ����7�� � � � ���6�� ��'&����� �� 6�&6&��� �& ������� � 6��&��� ����' �� � �

&���� �& ���� ����� ���� �&� � ��8������ ��� %� ���& 6��!&�� ��������& � �& ��&� ���

!��������� &! �%23 �� ���� �� ��� 6��&��� ����' �� � ��'&������ �&��&7�� � ��� ' �

����� ' �� �&� �& ��:��� ���� '�� ������ �� �&��� � 6��&�������7� �������� ' ����

���������7� �������� '� ��� ����� ' �� �&� �66�&��� ������� 6�&7���� � '� ����

����&�&�&' �& � ��'���� ��!!��� � �������� ' 6�����'�� ������� ' � M�>���� �������� '

!&� ��������� ����� ����' ����

��������������

���� �������� ��� ��66&���� � 6��� � *+F�.+�# �C��LB � � ����L� �����& � �

$�&6����� ���� &�&'��� � � � "2 ++������A�L�

����������

�� J����� �� �����7 � � � �� 1�� � ����� � ����� � � ��������& &! � !��� 8���� ' ��'&������ .

<����� �������� �%��� =����� $ ��� �;������ � 66� B��A� ���& � ��&����� '� &! �+�

.$+#��9C� 66� B����

�� ����1� ���� � � $����'�� ��$� ���B� � '� �����;�� 6�&����&� ����� ' �66�&��� �& M&� �& ��&� �

� ��'����� ���7���� ���&�1�K ��� �� '�� &�� ����� ����>��? 0����� ���� � +�� �%��� �4B5K B���B@L�

B� ����1� ���� � � $����'�� ��$� ����� � '� �����;�� 6�&����&� ����� ' �66�&��� �& M&� �& ��&� � � ��'�����

���7���� ���&�1�K ��� �����6�� &�� ����� ����>��? 0����� ���� � +�� �%��� �4�5K �BL��@���� $&����� � �� ����� � ���!���&�1�� !��� 8���� ' ������ !&� ��&���� � �66������& �� . '� ������� �����+"6�6??@�8 �&�& �& +� ��� 66� ABA�A�A�

@� $&�� �� E� ,� � � +�� ,� ���A� ��������� !��� 8���� 'K � �������� ' ��'&����� !&� � ��'����� ���7����

6��1�� ������� ' ���&�1�� . '� ������� ��? 1�A�6??@���A� D� ��� /�+��� � � S�� ' ,� ���A� !"�#K �&�������� !��� ���'���� !��� 8���� '� . '� ������� �����+"6�6??@�� � 2�� ����& +� ������C�

L� S�� ' 0� ����� E������ +�&�1K � �� ���!?� �& ��&� ��'&����� !&� 6��1�� ������� ' ���&�1�� .

'� ������� ��? 1�A�6??@�: ��������6��� ���

��.#�.�)�D�-J %-.$,�-J 2�.� 3*-*."$ +,-J*0-� 2#� �-�0��.�- "-�%#�� ��L

Page 30: Integrating Priority with Share in the Priority-Based Weighted Fair Queuing Scheduler for Real-Time Networks

C� �&��� .� S�� ' ,� � � "' ���-� ���L � ������������ !��� ���7��� ���7� ��'&����� !&� �� 1������ ' �����

���� � � 6��&��� ���7����� . '� ������� ��? 1�A�6??@�� +� �� 2�� ����� 2�&� � � � /��&��& E� ���@� 0� 1������ ' � � ���&���� �� �'��� � �&���� !&� 6��1�� ���&�1��

����>��? 0����� ���� � +�� �%��� B4�5K BA@�BCA�

��� ��� �� /� ��CA� "�� �������& � � �&��� �����& � &� %���� �� �& ��� � !&�����& �'�T ���������� ���� ?���5���� ��K C��@�

��� 2������ J� � � E���� J� ����� � ������ !&� ��������� ��� �� ����������� � � ��������� ���&�1�� ����<����� � 1��� ��� ����� �� ������ ����� C4B5K BAC�BL��

��� E���� J� S�� ' ,� � � 2������ J� ����� $��� ���� ' ���� :����� �&� �� � 6��1�� ������� ' ���&�1��

. '� ������� 0�� ��@�. +��6�� ,��� "&��� +��&�� � 66� B@��A�

�B� S�� ' ,� � � 2������ J� ���B� ������& ��&���� �������6��&��� 8���� '� . '� ������� �����+"6�6?@�7 � 2�� ����& +� 66� ��L��BA�

��� S�� ' ,� ���@� ��7��� �����6�� �� !&� '��� ���� 6��!&��� �� ���7��� � 6��1���������� ' ���&�1�� .

'� ������� ������@� $&�� �� � � E� ,� ���@� $� �����;�� '���� ���� ���� �������� ' ��'&������K � !�����&�1� . 0� $�� ��

=���� 0=����7: * �7����� &! ��>�� ����� �

�A� ���&�� /� 2� ������; �� � � )��� � �� ��CB� +& ��&��� ' �� �&� 6�&�&�&�� !&� ������& ����� ��

�&��� �����& � � �����6�� ������ � 7��& �� �� . '� ������� �$� 9�$ ���� ������������ ���������� ���� 1��������

�L� S��& %� � � �� 1&7�� /� ����� � �� �&� 6�&�&�&� !&� ��� ������& &! ������& ����� �� �����'��� .

'� �������/ ���� 0����� ���� � �������� B�4�5K ��CA����B �C� S����� �� � � �� �� ���@� "& �6����6��7� �������� ' &! �����'�� & �& ��&���� ���� ���&�1 !&� �����

���� �& ��&� �66������& �� . '� ������� ���� =011@�� 66� ����������� �����7 � ���C� �� ����������� ����� $ � ������� +�� �%���� �����& �%���� �������� '

+&�6� �

��� *+DF0D"0FE."� "���&�1 ������&��" 47����& �5� *�0K ���6KFF���������������1�������F ��

��� ���� �����7�� ��� D�� � � ��� � +&�6����

��� �� !�&� ��� '��� * �7����� ���� +�� �� ,�

���& �����7�� ��� � +&�6���� - '� ���� ' !�&�

* �7����� &! +���!&� �� .�7� �� ,� �� ����� �� �

���J� �� ������ �� ��� * �7����� &! +���!&� ��

.�7� �� ,�� �������� � ������ �� � ��������� ���

�&�1� ' � � &6����� ' �������

"����0�� 1�� �����7�� D�� � -- !�&� ��� "���& ��

����� * �7����� ��� � � ���J� !�&� ���

* �7����� &! ����� � �� +&���'� ���1 �

+&�6���� ��� ��� ,� �� � 6�&!���&� � ���

J�6����� � &! -��������� � � +&�6����

- '� ���� ' �� ��� * �7����� &! +���!&� �� .�7� ��

,� �� & ��� ->�����7� +&������� &! ��� .---

���� ���� +&������� & ��������� ������ ,��

�������� � ������ � ������ ��������� �&�6��� '

�������� ' ���&� # � � ����������

��C %�"$ -� �0�

Page 31: Integrating Priority with Share in the Priority-Based Weighted Fair Queuing Scheduler for Real-Time Networks

2�/ ��� ���� �����7�� ��� ��� � ������ !�&�

��� "���& �� ����� * �7������ ,� �� ����� �� �

���J� �� ������ �� ��� * �7����� &! +���!&� ��

.�7� �� ,�� �������� � ������ � ������ ���������

&6����� ' ������ � � �������� 0� �> �������

��.#�.�)�D�-J %-.$,�-J 2�.� 3*-*."$ +,-J*0-� 2#� �-�0��.�- "-�%#�� ���