Сравнение задержки передачи и задержки распространения

Те, кто впервые приступает к изучению компьютерных сетей, нередко не могут уяснить разницы между задержкой передачи и задержкой распространения.

Действительно, разница между этими понятиями хотя и не очевидна, но весьма важна. Задержка передачи — это суммарное время, требуемое для освобождения пакетом места в буфере и зависящее от скорости передачи по линии связи и размера пакета, но не от длины линии связи. Задержка распространения — это время, требуемое для передачи бита по линии связи, зависящее от ее длины, однако никак не зависящее ни от длины пакета, ни от скорости передачи.

Рассмотрим следующую аналогию. Представим себе шоссе, на котором через каждые 100 километров расположены пункты для сбора пошлин. Эти пункты являются аналогами маршрутизаторов, а участки шоссе — аналогами линий связи.

Предположим, что автомобиль движется по шоссе («распространяется») со скоростью 100 км/ч; для простоты будем считать, что после прохождения очередного пункта автомобиль набирает требуемую скорость мгновенно. Пусть имеется колонна из 10 одинаковых автомобилей, движущихся в установленном порядке, тогда каждый автомобиль будет аналогом бита, а колонна — аналогом пакета. Допустим, что каждый пункт обслуживает («передает») одну машину за 12 с, и на шоссе нет других машин, кроме рассматриваемых. Также допустим, что первая из прибывших на пункт машин дожидается на входе, пока оставшиеся машины соберутся в колонну (подобно пакету, который сначала целиком принимается и лишь затем проходит обработку).

Время, необходимое для того, чтобы «передать» колонну на очередной участок шоссе, составляет 10 машин / (5 машин/мин) = 2 мин и является аналогом задержки передачи. Время, необходимое автомобилю для прохождения участка шоссе до следующего пункта сбора пошлин, составляет 100 км / (100 км/ч) = 1 ч и является аналогом задержки распространения. Таким образом, время, проходящее между моментами сбора колонны у пунктов сбора пошлин, составляет 62 мин.
Теперь взглянем на рассмотренную аналогию чуть подробнее. Что произойдет, если время обслуживания пунктом сбора пошлин одной колонны больше, чем время, требуемое одной машине для прохождения участка между соседними пунктами?

Пусть, например, скорость движения машины составляет не 100, а 1000 км/ч, а время обслуживания одной машины составляет 1 мин. В этом случае время обслуживания колонны составит 10 мин, а время прохождения участка шоссе — всего 6 мин. Это приведет к тому, что первые машины колонны достигнут второго пункта для сбора пошлин раньше, чем последние машины будут обслужены первым пунктом. Аналогичная ситуация часто встречается в сетях с коммутацией пакетов, когда одна часть пакета находится в ожидании обработки и передачи другой части предыдущим маршрутизатором.

Если задержки обработки, ожидания, передачи и распространения обозначить соответственно через d(oбp), d(ожид), d(nep) и d(pacn), то суммарная узловая задержка d(yзл) = d(oбp) + d(ожид) + d(пер) + d(расп).

Значения составляющих задержек могут широко варьироваться. Так, значение d(pacn) может быть ничтожно малым (несколько микросекунд) для пары маршрутизаторов, расположенных в одном здании. В то же время для спутниковой линии связи dpacn составляет порядка десятых долей секунды и значительно превышает все остальные виды задержек. Аналогичная ситуация характерна и для задержки передачи d(пep): ее значение пренебрежимо мало при высоких скоростях передачи (10 Мбит/с и выше), например в локальных сетях; в то же время для низкоскоростных модемных соединений значение d(пеp) может достигать десятков и сотен миллисекунд. Единственным видом задержки, как правило, имеющим небольшие значения, является задержка обработки d(oбp). Тем не менее задержка обработки оказывает существенное влияние на максимальную скорость передачи пакетов маршрутизатором.

Данная статья "Сравнение задержки передачи и задержки распространения" размещена на сайте Компьютерные сети и многоуровневая архитектура интернета (conlex.kz) в ознакомительных целях.

Уточнения, корректировки и обсуждения статьи "Сравнение задержки передачи и задержки распространения" - под данным текстом, в комментариях.

Ответственность, за все изменения, внесённые в систему по советам данной статьи, Вы берёте на себя.

Копирование статьи "Сравнение задержки передачи и задержки распространения", без указания ссылки на сайт первоисточника Компьютерные сети и многоуровневая архитектура интернета (conlex.kz), строго запрещено.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *