时延是计算机网络信息传输中一直存在的问题。今天,让我们来看看计算机网络中的四种时间延迟。

计算机网络中的数据包从主机(源)开始,经过一系列路由器,在另一个终端系统中结束其旅程。在整个传输过程中,数据包将涉及四个主要延迟:无处理延迟、队列延迟、传输延迟和传播延迟。这四个延迟的总和就是总延迟。

该数据包由终端系统通过通信链路传输到路由器A,路由器A检查数据包报头以映射出合适的传输链路,并将数据包发送到链路中。只有当这条链路上没有其它分组被传输,并且在这个分组前面没有其它分组时,该分组才能在这条链路上自由传输。如果链路当前正忙或者其他数据包已经在数据包前面,新到达的数据包将加入队列。让我们分别讨论这四种延迟。

节点处理延迟

节点处理延迟分为两部分,一部分是路由器会检查数据包的部分信息;第二部分是决定数据包将被传输到哪个通信链路所需的时间。一般来说,高速网络中节点的处理延迟处于微妙的水平和更低的数量级。处理延迟完成后,数据包将被发送到路由器的转发队列。

队列延迟

在队列转发过程中,数据包需要在队列中等待发送,数据包等待发送所花费的时间称为队列延迟。排队延迟的长度取决于数据包到达队列之前的数据包数量。如果队列为空,并且当前没有正在传输的数据包,则数据包的排队延迟为0。如果网络处于高发期,那么链路中传输的数据包会更多,因此数据包的排队延迟会延长。实际排队延迟也可以达到微秒级。

传输延迟

队列是路由器使用的主要数据结构。排队的特点是先入先出,到达食堂的先送餐。传输延迟是理论上每单位时间传输比特所消耗的时间。例如,一个数据包的长度为L位,R代表从路由器A到路由器b的传输速率,那么传输延迟为l/r,这是将所有数据包推送到链路所需的时间。在这种情况下,传输延迟通常是毫秒到微妙。

传播延迟

从链路起点传播到路由器B所需的时间就是传播延迟。该位以链路的传播速率传播。传播速率取决于链路的物理介质(双绞线、同轴电缆、光纤)。如果按公式计算,传播延迟等于两台路由器之间的距离/传播速率。即传播速率为d/s,其中D为路由器A与路由器B之间的距离,S为链路的传播速率。

传输延迟和传播延迟的比较

计算机网络中的传输延迟和传播延迟有时很难区分。这里,解释了传输延迟是路由器推出数据包所需的时间。它是数据包长度和链路传输速率的函数,与两台路由器之间的距离无关。传播延迟是一个比特从一台路由器传播到另一台路由器所需的时间,是两台路由器之间距离的倒数,与分组长度和链路传输速率无关。从公式中还可以看出,传输时延为L/R,即路由器之间的包长/传输速率。传播延迟的公式为d/s,即路由器之间的距离/传播速率。