E2E时延组成及计算方法

本文详细解析了网络时延的组成部分,包括确定性的传播时延、处理时延和发送时延,以及随机性的排队时延。传播时延与信道长度和电磁波速度相关,处理时延涉及主机或路由器的处理能力,发送时延取决于数据帧长度和信道带宽。此外,随机性的排队时延是由于网络拥塞造成的不确定性。理解这些概念有助于优化网络性能。

目录

网络时延

确定性部分

propagation delay(传播时延)

processing delay(处理时延)

transmission delay(发送时延)

随机性部分


网络时延

网络中一个数据包从一个节点经过一系列交换机转发,发送到另一个节点所经历的时间是端到端时延

其中,分为两个部分:


  • 确定性部分

确定性部分主要由propagation delay(传播时延), transmission delay(发送时延), and processing delay(处理时延)三个部分组成

propagation delay(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 = 信道长度(m) / 电磁波在信道上的传播速率(m/s)

信道长度在计算前可以实际确定

传播速率与不同的信道介质有关,真空介质中,电磁波的速度与光速度是一样的,是30万公里/秒

processing delay(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,即处理时延。

处理时延与实体相关,高速路由器中的处理延迟一般在微秒数量级或以下。

transmission delay(发送时延)

发送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。发送时延也称为传输时延。

发送时延 = 数据帧长度(b) / 信道带宽(b/s)

数据帧长度是发送的网络数据包加上帧头所组成的长度,帧头长度与不同的协议相关。

信道带宽分为两种:

模拟信道:带宽 W=f2-f1 其中f1是信道能够通过的最低频率,f2是信道能够通过的最高频率,两者都是由信道的物理特性决定的。

数字信道:带宽由香农公式计算C=Blog2(1+S/N),S为信号平均功率;N为噪声功率;B为带宽(通频带宽)

https://blog.youkuaiyun.com/xiebingsuccess/article/details/104782139,这个文章中介绍了,信道容量、信道带宽基本概念


  • 随机性部分

随机性部分主要是由排队时延导致的

 

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