网络时延的计算

概念

时延 (delay 或 latency) 是指数据(一个报文或分组,甚至比特)从网络(或链路)的一端传送到另一端所需的时间。 有时也称为延迟或迟延。

网络中的时延由以下几个不同的部分组成:

 发送时延

传播时延

处理时延

排队时延


发送时延

也称为传输时延

发送数据时,数据帧从结点进入到传输媒体所需要的时间。

也就是从发送数据帧的第一个比特算起,到该帧的最后一个比特发送完毕所需的时间。


传播时延

电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间。

发送时延与传播时延有本质上的不同信号发送速率和信号在信道上的传播速率是完全不同的概念


处理时延

主机或路由器在收到分组时,为处理分组(例如分析首部、提取数据、差错检验或查找路由)所花费的时间。


排队时延

分组在路由器输入输出队列中排队等待处理所经历的时延。

排队时延的长短往往取决于网络中当时的通信量


数据在网络中经历的总时延就是发送时延、传播时延、处理时延和排队时延之和。

 必须指出,在总时延中,究竟是哪一种时延占主导地位,须具体分析。


四种时延所产生的地方


容易产生的错误概念

对于高速网络链路,我们提高的仅仅是数据的发送速率而不是比特在链路上的传播速率

提高链路带宽减小了数据的发送时延。

这种说法是错误的: “在高速链路(或高带宽链路)上,比特会传送得更快些”


时延带宽积

链路的时延带宽积又称为以比特为单位的链路长度


往返时间 

互联网上的信息不仅仅单方向传输,而是双向交互的。因此,有时很需要知道双向交互一次所需的时间。

往返时间 RTT (round-trip time) 表示从发送方发送数据开始,到发送方收到来自接收方的确认,总共经历的时间。

在互联网中,往返时间还包括各中间结点的处理时延、排队时延以及转发数据时的发送时延。

当使用卫星通信时,往返时间 RTT 相对较长,是很重要的一个性能指标。


利用率

分为信道利用率网络利用率

信道利用率指出某信道有百分之几的时间是被利用的(有数据通过)。

完全空闲的信道的利用率是零。

网络利用率则是全网络的信道利用率的加权平均值。

信道利用率并非越高越好。当某信道的利用率增大时,该信道引起的时延也就迅速增加


时延与网络利用率的关系

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