因特网的发展历程 因特网的发展大致分为哪几个阶段( 八 )


节点处理时延
节点处理时延分为两部分,第一部分是路由器会检查分组的首部信息;第二部分是决定将分组传输到哪条通信链路所需要的时间 。一般高速网络的节点处理时延都在微秒级和更低的数量级 。在这种处理时延完成后,分组会发往路由器的转发队列中 。
排队时延
在队列排队转发过程中,分组需要在队列中等待发送,分组在等待发送过程中消耗的时间被称为排队时延 。排队时延的长短取决于先于该分组到达正在队列中排队的分组数量 。如果该队列是空的,并且当前没有正在传输的分组,那么该分组的排队时延就是0 。如果处于网络高发时段,那么链路中传输的分组比较多,那么分组的排队时延将延长 。实际的排队时延也可以到达微秒级 。
传输时延
队列是路由器所用的主要的数据结构 。队列的特征就是先进先出,先进食堂的先打饭 。传输时延是理论情况下单位时间内的传输比特所消耗的时间 。比如分组的长度是L比特,R表示从路由器A到路由器B的传输速率 。那么传输时延就是L/R 。这是将所有分组推向该链路所需要的时间 。正是情况下传输时延通常也在毫秒到微秒级 。
传播时延
从链路的起点到路由器B传播所需要的时间就是传播时延 。该比特以该链路的传播速率传播 。该传播速率取决于链路的物理介质(双绞线、同轴电缆、光纤) 。如果用公式来计算一下的话,该传播时延等于两台路由器之间的距离/传播速率 。即传播速率是d/s,其中d是路由器A和路由器B之间的距离,s是该链路的传播速率 。
计算机网络中的传输时延和传播时延有时候难以区分,在这里解释一下,传输时延是路由器推出分组所需要的时间,它是分组长度和链路传输速率的函数,而与两台路由器之间的距离无关 。而传播时延是一个比特从一台路由器传播到另一台路由器所需要的时间,它是两台路由器之间距离的倒数,而与分组长度和链路传输速率无关 。从公式也可以看出来,传输时延是L/R,也就是分组的长度/路由器之间传输速率 。传播时延的公式是d/s,也就是路由器之间的距离/传播速率 。
在这四种时延中,人们最感兴趣的时延或许就是排队时延了dqueue 。与其他三种时延(dproc、dtrans、dpop)不同的是,排队时延对不同的分组可能是不同的 。例如,如果10个分组同时到达某个队列,第一个到达队列的分组没有排队时延,而最后到达的分组却要经受最大的排队时延(需要等待其他九个时延被传输) 。
那么如何描述排队时延呢?或许可以从三个方面来考虑:流量到达队列的速率、链路的传输速率和到达流量的性质 。即流量是周期性到达还是突发性到达,如果用a表示分组到达队列的平均速率(a的单位是分组/秒,即pkt/s)前面说过R表示的是传输速率,所以能够从队列中推出比特的速率(以bps即b/s位单位) 。假设所有的分组都是由L比特组成的,那么比特到达队列的平均速率是Labps 。那么比率La/R被称为流量强度(trafficintensity),如果La/R>1,则比特到达队列的平均速率超过从队列传输出去的速率,这种情况下队列趋向于无限增加 。所以,设计系统时流量强度不能大于1 。
现在考虑La/R<=1时的情况 。流量到达的性质将影响排队时延 。如果流量是周期性到达的,即每l>
图1-13
横轴是La/R流量强度,纵轴是平均排队时延 。
我们在上述的讨论过程中描绘了一个公式那就是La/R不能大于1,如果La/R大于1,那么到达的排队将会无穷大,而且路由器中的排队队列所容纳的分组是有限的,所以等到路由器队列堆满后,新到达的分组就无法被容纳,导致路由器丢弃(drop)该分组,即分组会丢失 。

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