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網路傳輸的四種時延

從一臺計算機經過若干路由到另一臺計算機之間,它們的資訊交流不可能沒有時間差的

而中間的時間差被稱為時延

在計算機網路中有主要有四種時延:(自頂向下和一些資料都用的是主要和最為重要,但是暫時我沒有找到第五種時延是什麼,歡迎補充)

處理時延,排隊時延,傳輸時延(傳送時延),傳播時延

一般情況,依次發生

時延 順序 怎麼產生的時延 地點 大概要多久啊
處理時延 開始 在路由器判斷收到的分組發往哪裡時產生的時間 路由器 微妙或者更少
排隊時延 然後 前面可能還有分組沒能傳送,所有需要等待產生的時間 沒有排隊時為0,也可能趨向無窮大。實際毫秒到微妙級
傳輸時延(傳送時延) 再然後 將分組的位元一個一個推出網口的時間 毫秒到微妙級
傳播時延 最後 就是分組的位元在網線上跑步的時間 網線 毫秒級

可以做一個比喻:

你是個多段組合型火箭,到達了發射場

處理時延:開始花了點時間拆開一點火箭皮,看看上面的傳送地址,

排隊時延:今天一群土豪在發射火箭,你發現你排在第5位,那就得等一下

傳輸時延:到你了,準備點火,開始倒計時,0.00003,0.00002,0.00001,發射,你的一段就發射出去了,然後傳送你的下一段

傳輸時延:最後你的一段段,按照預定的軌道飛起來了,飛到到達目的地

自頂向下:

分組從一臺主機(源)出發,通過一系列路由器傳輸,在另一臺主機(目的地)中結束它的歷程。當分組從一個結點(主機或路由器)沿著這條路徑到後繼結點(主機或路由器),該分組在沿途的每個結點經受了幾種不同型別的時延。這些時延最為重要的是結點處理時延(nodal processing delay)、排隊時延(queuing delay)、傳輸時延(transmission delay)和傳播時延(propagation delay),這些時延總體累加起來是結點總時延(total nodal delay)。許多因特網應用,如搜尋、Web瀏覽、電子郵件、地圖、即時訊息和IP語音,它們的效能受網路時延的影響都很大。為了深入理解分組交換和計算機網路,我們必須理解這些時延的性質和重要性。


時延的型別

(1)排隊時延
在佇列中,當分組在鏈路上等待傳輸時,它經受排隊時延。一個特定分組的排隊時延長度將取決於先期到達的正在排隊等待向鏈路傳輸的分組數量。如果該佇列是空的,並且當前沒有其他分組正在傳輸,則該分組的排隊時延為0。另一方面,如果流量很大,並且許多其他分組也在等待傳輸,該排隊時延將很長。我們將很快看到,到達分組期待發現的分組數量是到達該佇列的流量的強度和性質的函式。實際的排隊時延可以是毫秒到微秒量級。
(2)傳輸時延
假定分組以先到先服務方式傳輸,這在分組交換網中是常見的方式,僅當所有已經到達的分組被傳輸後,才能傳輸剛到達的分組。用L位元表示該分組的長度,用R bps(即b/s)表示從路由器A到路由器B的鏈路傳輸速率。例如,對於一條10Mbps的乙太網鏈路,速率R=10Mbps;對於100Mbps的乙太網鏈路,速率R=100Mbps。傳輸時延是L/R。這是將所有分組的位元推(傳輸)向鏈路所需要的時間。實際的傳輸時延通常在毫秒到微秒量級。
(3)傳播時延
一旦一個位元被推向鏈路,該位元需要向路由器B傳播。從該鏈路的起點到路由器B傳播所需要的時間是傳播時延。該位元以該鏈路的傳播速率傳播。該傳播速率取決於該鏈路的物理媒體(即光纖、雙絞銅線等),其速率範圍是2×108~3×108m/s,這等於或略小於光速。該傳播時延等於兩臺路由器之間的距離除以傳播速率。即傳播時延是d/s,其中d是路由器A和路由器B之間的距離,s是該鏈路的傳播速率。一旦該分組的最後一個位元傳播到結點B,該位元及前面的所有位元被儲存於路由器B。整個過程將隨著路由器B執行轉發而持續下去。在廣域網中,傳播時延為毫秒量級。
(4)傳輸時延和傳播時延的比較
計算機網路領域的新手有時難以理解傳輸時延和傳播時延之間的差異。該差異是微妙而重要的。傳輸時延是路由器將分組推出所需要的時間,它是分組長度和鏈路傳輸速率的函式,而與兩臺路由器之間的距離無關。另一方面,傳播時延是一個位元從一臺路由器向另一臺路由器傳播所需要的時間,它是兩臺路由器之間距離的函式,而與分組長度或鏈路傳輸速率無關。