分组交换网络中的延迟、 丢失和吞吐量

分组丢失和延迟是如何产生的?

路由器分组缓冲区队列

  • 分组到达输出链路的速率超过输出链路的容量,产生延迟,甚至丢失

  • 分组在缓冲区队列排队, 按序等待

分组延迟的四s种类型

  1. 节点处理时延

    nodal processing delay:

  • 检查错误位
  • 选择输出链路
  • 高速路由器处理延迟-微妙级
  1. 排队时延

    queueing delay:

  • 等待被发送到输出链路上的时间
  • 取决于路由器的拥塞程度
  1. 传输时延

    Transmission delay:

  • R=链路带宽 (bps)
  • L=分组长度 (bits)

  • 发送分组比特流的时间 = L/R

  1. 传播时延

    Propagation delay:

  • d = 物理链路的长度

  • s = 介质的信号传播速度 (~2×108 m/sec)

  • 传播延迟 = d/s

    注意: s和R是两个完全不同的速度参量!

    s 是介质的信号传播速率,取决于介质等因素

    R是链路的带宽

{% note warning %}

常常有人分不清 传播时延传输时延

其实很简单区分

  • 传播 类似于扩散 就是在距离上传播所花的时间

  • 传输 类似于输出 就是从节点输出到通信链路所花的时间

{% endnote %}

总的节点延迟就是四者之和

*d*nodal =*d*proc +*d*queue +*d*trans +*d*prop

  • dproc = 节点处理时延-nodal processing delay
    • 典型几个微秒或更小
  • dqueue = 排队时延-queuing delay
    • 取决于路由器的拥塞程度
  • dtrans = 传输时延-transmission delay
    • = L/R, 低带宽链路比较显著
  • dprop = 传播时延-propagation delay
    • 几个微妙到数百毫秒(卫星通信高传播延迟)

浅谈排队时延

  • R=链路带宽 (bps)
  • L=分组长度 (bits)
  • a=平均分组到达率

average packet arrival rate

流量强度
traffic intensity = La/R

排队时延和流量强度的关系:

如图所示

  • La/R ~ 0: 分组稀疏到达,无队列,平均排队延迟极小接近于0
  • La/R -> 1: 分组猝发到达,形成队列,队列长度迅速增加,排队延迟大幅增大
  • La/R > 1: 输出队列平均位到达速率超过送走这些位的极限速率,输出队列持续增长,排队延迟趋于无穷大

吞吐量

  • 网络吞吐量

  • 单位时间内整个网络传输数据的速率或分组数

  • 单位:bps或datapacketspersecond

瓶颈链路

吞吐量是:min{Rs,Rc}

link on end-end path that constrains end-end throughput 在端到端路径中制约吞吐量的链路

吞吐量在因特网中的情景

对分组交换网络中的延迟、 丢失和吞吐量总结到这里

Default image
LIU
代码是躯体,思想是灵魂

Leave a Reply