【计算机网络】时延、发送时延、传输时延、处理时延、排队时延、时延带宽积

时延:指数据从网络的一端传送到另一端所需的时间

发送时延(传输时延):是主机或路由器发送数据帧所需要的时间,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,发送时延 = 数据帧长度(b) / 信道带宽(b/s)

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 = 信道长度(m) / 电磁波在信道上的传播速率(m/s)

发送时延(传输时延)发生在机器的内部的发送器中,而传播时延则发生在机器外部的传输信道媒体上。

处理时延:主机或路由器在收到分组时要花费一定的时间进行处理,例如分析分组的首部、从分组中提取数据部分、进行差错或查找适当的路由等等

排队时延:分组在经过网络传输时,要经过许多的路由器。但分组在进入路由器后要现在输入队列中排队等待处理。在路由器确定了转发接口后,还要在输出队列中排队等待转发

数据在网络中经历的总时延就是以上四种时延之和:总时延 = 发送时延 + 传播时延 + 处理时延 + 排队时延

时延带宽积:时延带宽积 = 传播时延 * 带宽

【例】考虑两台主机A和主机B由一条带宽为R bps、长度为M米的链路互连,信号传播速率为V m/s。假设主机A从t=0时刻开始向主机B发送分组,分组长度为L比特。试求:

1) 传播延迟(时延)dp;

2) 传输延迟dt;

3) 若忽略结点处理延迟和排队延迟,则端到端延迟de是多少?

4) 若dp>dt,则t=dt时刻,分组的第一个比特在哪里?

5) 若V=250000km/s,L=512比特,R=100 Mbps,则使带宽时延积刚好为一个分组长度(即512比特)的链路长度M是多少?

(注:1k=10^3,1M=10^6)

【解】1)传播时延dp = 信道长度(m) / 电磁波在信道上的传播速率(m/s) = M / V

2)传输延迟dt = 数据帧长度(b) / 信道带宽(b/s) = L / R

3)总延迟de = 传播时延 + 传输延迟 = M / V + L / R

4)dp > dt意味着最早发送的信号没有到达目的主机之前,数据分组的最后一个比特已经发送出来了,所以分组的第一个比特在距离主机的V * dt米的链路上

5)时延带宽积 = 传播时延 * 带宽 = M / V * R = 512,解之得M = 1280米