مفهوم تأخیر در شبکه

از ویکی جامع پردیس دانشگاهی دانشگاه قم
پرش به: ناوبری، جستجو
مهندسی اینترنت
مقاله بعدی:افت بسته
مقاله قبلی:ساختار تشکیل دهنده ی اینترنت

قبلاً گفته شد که یک بسته در مسیر خود از سیستم انتهایی مبدأ به سیستم انتهایی مقصد، از مجموع های از مسیریابها عبور می نماید. به ازای جابجایی یک بسته بین دو گره در شبکه (میزبان یا مسیریاب)، انواع مختلفی از تأخیر بر بسته ی عبوری تحمیل می گردد که بر مجموع زمان سپری شده بین مبدأ و مقصد بسته مؤثر است. مهمترین انواع تأخیر عبارت اند از تأخیر پردازشی هر گره (Nodal Processing Delay) ، تأخیر صف (Queuing Delay) ، تأخیر انتقال (Transmission Delay) و تأخیر انتشار (Propagation Delay).

تأخیر پردازشی

این تأخیر شامل زمان صرف شده برای بررسی آدرس مقصد بسته و تعیین لینک خروجی بسته میباشد (ممکن است مسائل دیگری مانند بررسی خطا در بسته نیز مشمول این تأخیر شوند). این تأخیر معمولاً در حد چند میکروثانیه یا کمتر می باشند.

تأخیر صف

قبل از هر لینک خروجی از یک مسیریاب یک صف (یک بافر) قرار داده شده است. پس از ورود یک بسته به مسیریاب و پس از تعیین لینک خروجی به سمت مقصد بسته، در صورتی که لینک خروجی مشغول به انتقال بسته ی دیگری باشد و یا اینکه از قبل تعدادی بسته در صف در انتظار انتقال باشند، بسته ی جدید باید در صف خروجی منتظر بماند که به آن تأخیر صف گفته میشود. مدت زمان مربوط به تأخیر صف به تعداد بسته هایی که از قبل در صف در حال انتظار هستند وابسته می باشد. در صورتی که صف خالی باشد و هیچ بسته ی دیگری در حال انتقال نباشد، تأخیر صف برابر با صفر خواهد بود. تأخیر صف میتواند در حد چند میکروثانیه تا چند میلی ثانیه باشد.

تأخیر انتقال

این تأخیر به صورت مدت زمان مورد نیاز برای قرار دادن کل بیت های یک بسته بر روی لینک تعریف می گردد. در صورتی که طول یک بسته برابر با L بیت باشد و نرخ بیتی انتقال برای لینک مورد نظر نیز برابر با R بیت بر ثانیه ( b/s ) باشد، تأخیر انتقال برابر با L/R خواهد بود. لازم به ذکر است که تأخیر انتقال به دلیل وجود خاصیت store-and-forward در تجهیزات شبکه ای به وقوع می پیوندد. خاصیت store-and-forward باعث میشود که یک فریم به طور کامل توسط دستگاه شبکه ای دریافت شود و سپس بر روی لینک خروجی ارسال گردد. زمانی که بسته در حافظه ی داخلی آن دستگاه شبکه ای قرار می گیرد، امکان بررسی آدرس مبدأ، مقصد و ... آن فراهم میشود. به تأخیر انتقال تاخیر store-and-forward نیز گفته میشود.

تأخیر انتشار

مدت زمان مورد نیاز برای یک بیت به منظور انتشار از ابتدا تا انتهای یک لینک (مدت زمان سفر کردن یک بیت در لینک فیزیکی) به عنوان تأخیر انتشار شناخته میشود. بیت مورد نظر با سرعت انتشار لینک مورد نظر جابه جا میشود که به ویژگی های فیزیکی و طراحی و ساخت لینک مورد نظر بستگی دارد (بین (2 * 8^10) متر بر ثانیه تا( 3* 8^10) متر بر ثانیه). تأخیر انتشار برابر با مسافت بین دو گره در شبکه تقسیم بر سرعت انتشار است. مثلاً در صورت که مسافت با d نمایش داده شود و v سرعت انتشار بر روی لینک باشد، تأخیر انتشار برابر با d/v خواهد بود. معمولاً در شبکه های WAN این تأخیر در حد چند میلی ثانیه است. در مجموع میتوان گفت که تأخیر وارد شده بر یک بسته به ازای هر گره موجود در شبکه برابر است با:

dnodal = dproc + dqueue + dtrans + dprop

که تأثیر هر کدام از آنها در کل تأخیر ایجاد شده متغیر است. به شکلی که ممکن است در یک شبکه تأخیر انتقال بیشترین تأثیر را در تأخیر کل ایجاد نماید و در یک شبکه ی دیگر، تأخیر انتشار بیشترین تأثیر را داشته باشد.