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計算機網路和因特網--分組交換網中的時延,丟包和吞吐量

一、分組交換網中的時延概述

節點總時延中最為重要的包括節點處理時延排隊時延傳輸時延傳播時延

1、處理時延

檢查分組首部和決定將該分組導向何處所需要的時間,還包括其他因素,如檢查位元級錯誤。

2、排隊時延

在佇列中,分組在鏈路上等待傳輸。
一個特定分組的排隊時延取決於先期到達的,正在排隊等待向鏈路傳輸的分組的數量。

3、傳輸時延(儲存轉發時延)

將所有分組的位元推向鏈路所需要的時間。

4、傳播時延

從該鏈路的起點到目的地傳播所需要的時間。

二、排隊時延和丟包

1、排隊延時

排隊時延對不同的分組是不同的

設a表示分組到達佇列的平均速率(a的單位i是每秒分組,即pkt/s)
R是傳輸速率,即位元從佇列中推出的速率(以bps為單位)
所有分組都是由L位元組成的
則位元到達佇列的平均速率是La bps
假定該佇列非常打,因此他基本能容納無限數量的位元
比率La/R被稱為流量強度

如果La/R >1,則位元到達佇列的平均速率超過從該佇列傳輸出去的速率,佇列的增加將趨於無界,並且排隊時延將趨向無窮大
如果La/R <=1,到達流量的性質影響排隊時延。例如,分組週期性到達,即每L/R s到達一個分組,則每個分組將到達一個空佇列中,因此不會有排隊時延。如果分組以突發形式到達而不是週期性到達,則可能有很大的平均排隊時延,假定每L/R s同時到達N個分組,則第一個分組沒有排隊時延,第n個分組具有(n-1)L/R s的排隊時延。

2、丟包

分組到達一個滿的佇列,由於沒有地方儲存這個分組,路由器將丟棄該分組,即該分組將會丟失。
節點的效能常常不僅要根據時延來度量,而且要根據分組丟失的概率來度量。

三、計算機網路中的吞吐量

從主機A到主機B通過計算機網路傳送一個檔案,任何瞬間的瞬時吞吐量是主機B接收到該檔案的速率。如果該檔案由F位元組成,而主機B接收到所有位元用了T秒,則檔案傳送的平均吞吐量是F/T bps。