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计算机网络性能指标之时延(delay)

2022-09-11 03:32:51  阅读:328  来源: 互联网

标签:发送 排队 传播 delay 分组 时延 性能指标 路由器


概念

时延(delay 或 latency)是分组在网络的一端到另一端所需的时间,也叫延迟或迟延。

如上图,发送时延、处理时延和排队时延、传播时延共同组成网络的时延。

  1. 排队时延:分组在经过网络传输时,要经过许多路由器,分组进入路由器后进行排队(队列)等待路由器处理,这里就产生了排队时延。
  2. 处理时延:主机或路由器在收到分组时要花费一定的时间处理,例如分析分组的首部、从分组中提取数据部分等。
  3. 发送时延(transmission delay):主机或路由器发送分组所需要的时间。
  4. 传播时延(propagation delay):分组在信道(或链路)中传播一定的距离需要花费的时间。

处理时延

主机或路由器在收到分组时要花费一定的时间处理。例如分析分组的首部、从分组中提取数据部分、进行差错检查或查找适当的路由器等,这就产生了处理时延。

排队时延

分组在网络传输期间要经过许多路由器,到达路由器时就要在队列中排队等待被路由器处理,等待路由器确定下一个转发接口。

排队时延长短往往取决于网络当时的通信量。例如在学校使用网络时,发现电脑浏览网页很慢,可能是你所在的时间段内使用网络的人数较多,导致网络通信量大,路由器队列溢出(分组丢失),相当于排队时延为无穷大。

发送时延

你的电脑发送一个数据,被切割成一个个分组之后,要按照顺序依次从你的主机发送出去,从第一个分组到最后一个分组发送完毕所需的时间为发送时延(或传输时延)。

排队时延和处理时延影响因素很多且不确定,所以,很难计算出标准的答案。而发送时延和传播时延时可以被计算出来的,数据长度、发送速率等因素是可以确定的。

\[发送时延=\frac{数据长度(bit)}{发送速率(bit/s)} \]

假如有 100MB 的数据,速率为 1Mbps,则发送时延为:

注意这里是 MB,而不是 MiB(或 Mb)。1MB = 220B。速率是 Mb 单位,数据在电脑中存储的是 MB 单位。但是也要根据情况来看,一般 Windows 中数据的存储是 MB。计算机网络性能指标之速率,以及 Mbps 与 MBps 的区别

100 × 220 × 8 ÷ 1 × 106 = 838 s。所以,如果你家的宽带太低了,发送数据出去也就很慢。

传播时延

传播时延是电磁波在信道中传播一定的距离需要花费的时间。

\[传播时延 = \frac{信道长度(m)}{电磁波在信道上的传播速率(m/s)} \]

电磁波在光纤中的传播速率约为 2.0×105km/s。例如,1000 KM 长的光纤线路产生的传播时延大概为 5ms。传播时延很小,基本上可以忽略不记。

发送时延和传播时延

打一个简单的比喻。10 吨粮食要从仓库出发通过高速公路发往 A 市。一辆车最多承载 2 吨重的货物,需要 5 辆货车。仓库装配货车的货物,所需要的时间看作是处理时延。一辆货车装载好了之后就从仓库出发到高速公路收费站入口,因为收费站有其他车辆在排队等待通过,所需要的时间看作是排队时延。到目前为止,数据还没在信道上进行传输就已经有处理时延和排队时延了。假如每一辆货车都需要 6s 过收费站的时间,那么 5 辆货车一共就需要 30s,也就是发送时延。这 5 辆货车从始发地到目的地一共所需要的时间就是传播时延

时延的计算公式

数据在网络中经历的总时延就是以上四种时延之和:

\[时延(delay) = 处理时延+排队时延+发送时延+传播时延 \]

标签:发送,排队,传播,delay,分组,时延,性能指标,路由器
来源: https://www.cnblogs.com/Enziandom/p/16665236.html

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