• 1.6 分组延时,丢失和吞吐量


    分组丢失和延时是怎样发生的?

    在路由器缓冲区的分组队列
     分组到达链路的速率超过了链路输出的能力
     分组等待排到队头、被传输

    分组排队,传输分组(延时)
    分组到达路由器,没有可用的队列,则该分组被丢掉(分组丢失)


    四种分组延时

    1. (节点)处理延时:
       检查 bit级差错
       检查分组首部和决定将分组导向何处

    2. 排队延时
      在输出链路上等待传输的时间
      取决于路由器的拥塞程度

    3. 传输延时:
       R=链路带宽(bps)
       L=分组长度(bits)
       将分组发送到链路上的
      时间= L/R
       存储转发延时
      (R 带宽 ,打一个比特需要1/R秒,分组长L,需要L/R秒)

    4. 传播延时:
       d = 物理链路的长度
       s = 在媒体上的传播速度
      (~2x108 m/sec)
       传播延时 = d/s

    ![[Pasted image 20240421150537.png|150]]![[Pasted image 20240421151036.png|200]]

    如果距离短,传播时延忽略。

    A-B称为一跳(hop)


    车队类比

    ![[Pasted image 20240421151503.png]]
    汽车以100 km/hr 的速度传播
     收费站服务每辆车需 12s(传输时间)
     汽车~bit; 车队 ~ 分组

    Q: 在车队在第二个收费站排列好之前需要多长时间?
     即:从车队的第一辆车到达第一个收费站开始计时,到这个
    车队的最后一辆车离开第二个收费站,共需要多少时间

     将车队从收费站输送到公路上的时间 = 12*10 =120s
    最后一辆车从第一个收费站到第二个收费站的传播时间:
    100km/(100km/hr)= 1 hr
    A: 62 minutes

    (续)
     汽车以1000 km/hr 的速度传播汽车

     收费站服务每辆车需 1分钟
     Q:在所有的汽车被第一个收费站服务之前,汽车会
    到达第二个收费站吗?

    ==Yes!==7分钟后,第一辆汽车到达了第二个收费站,
    而第一个收费站仍有3辆汽车

     在整个分组被第一个路由器传输之前,第一个比特已经
    到达了第二个路由器!
    信道容量:计算机局域网:容量几乎没有
    local:很大)


    ![[Pasted image 20240421152052.png]]
     dproc = 处理延时
     通常是微秒数量级或更少

     dqueue = 排队延时
     取决于拥塞程度

     dtrans = 传输延时
     = L/R, 对低速率的链路而言很大(如拨号),通常为微秒级
    到毫秒级

     dprop = 传播延时
     几微秒到几百毫秒


    排队延时

    取决于:流量强度

    ![[Pasted image 20240421152717.png]]

     R=链路带宽 (bps)
     L=分组长度 (bits)
     a=分组到达队列的平均速率

    ==流量强度= La / R ==
    La / R ~0:平均排队延时很小
    La / R -->1:延时变得很大
    La / R >1:比特到达队列的速率超过从该队列输出的速率,平均排队时延将趋于无穷大

    设计系统时流量强度不能大于1


    Internet的延时和路由

     Internet 的延时和路由是什么样的呢?
     Traceroute 诊断程序: 提供从源端,经过路
    由器,到目的的延时测量

     For all i:
     沿着目的的路径,向每个路由器发送3个探测分组
     路由器 i 将向发送方返回一个分组
     发送方对发送和回复之间间隔计时

    (Traceroute 个简单的程序,它能够在任何因特网主机上运行。当用户指定 一个目的主机名字时,源主机中的该程序朝着目 的地发送多个特殊的分组 。当这些分组向着目的地传送时,它们通过 一系列路由器 。当路由器接收到这些特殊分组之 一时,它向源回送 一个短报文,该短报文包括路由禄的名字和地址)


    分组丢失

     链路的队列缓冲区容量有限

     当分组到达一个满的队列时,该分组将会丢失

     丢失的分组可能会被前一个节点源端系统重
    ,或根本不重传(三种情况,提供的服务是否可靠)


    吞吐量

    吞吐量: 在源端和目标端之间传输的速率(数据量/单位时间)
    (A到B传输有效的)
     瞬间吞吐量: 在一个时间点的速率
     平均吞吐量: 在一个长时间内平均值
    ![[Pasted image 20240421155004.png]]
    取决于最小的

    瓶颈链路
    端到端路径上,限制端到端吞吐的链路
    ![[Pasted image 20240421155123.png]]

    互联网场景

    ![[Pasted image 20240421155410.png|300]]
    注意到在R处,每个主机对获得的带宽是“R/10”,(平分,TCP的公平性)

     链路上的每一段实际可用带宽 Ri ’ = ?

     端到端吞吐量:min{Ri’,}

     每个连接上的端到端吞吐:
    min(Rc ,Rs ,R/10)

     实际上: Rc 或者Rs 经常是瓶颈

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  • 原文地址:https://blog.csdn.net/2301_76665528/article/details/139252606