Delay in packet-switched networks

d_nodal = d_proc+ d_queue + t_rans + d_prop

 

패킷 스위칭에서 한 패킷이 한 노드(호스트 혹은 라우터)에서 다른 노드까지 가는 경로 중 생기는 지연을 "노드 지연(nodal delay)"이라고 한다. 대표적인 delay는 4개가 있다.

 

1. 처리 지연(processing delay)

패킷의 헤더를 조사하고 그 패킷을 어디로 보낼 것인가 파악 하는데 걸리는 시간. 비트 수준에서의 오류 조사 시간도 포함한다.

 

2. 큐잉 지연(queuing delay)

링크로 전송되기 전에 큐에서 차례가 올 때 까지 기다리는 시간. queuing delay를 정도를 측정하기 위한 척도로 트래픽 강도(traffic intensity) 가 중요하게 사용된다. 트래픽 강도를 계산하는 공식은 아래와 같다.

 

La/R

 

R = link bandwidth (bps)
L = packet length (bits)
a = average packet arrival rate

 

La/R 이 0에 가까우면 거의 큐에 오자 마자 나가게 되는 것이므로 딜레이가 거의 없다. 이 값이 커질 수록 딜레이가 커지는 것인데, 만약 이 값이 1을 넘어간 상태가 되면 큐에 들어갈 데이터는 무한대로 늘어나게 된다. 큐의 크기는 무한대가 아니므로 큐가 가득 차게 되면 그 이후로 전송 되어 오는 패킷은 손실된다.

3. 전송 지연(transmission delay  or store-and-forward delay)

라우터에서 패킷의 모든 비트를 링크로 내보내는데 걸리는 시간. 패킷 길이와 링크 전송률이 영향을 미친다.

패킷의 길이 R, 링크 전송률 Rbps 일 경우 지연시간은 L/R

 

4. 전파 지연(propagation delay)

패킷이 한 링크의 시작에서(한 라우터에서) 목적 라우터 까지 가지 전송되는데 걸리는 시간. 라우터 끼리의 거리가 영향을 미친다.

 

 

 

End-End Total Delay

 

위 내용들은 한 라우터에서의 지연에 관한 이야기이다. 소스 호스트와 목적 호스트 사이에 Q-1개의 라우터가 있다고 가정하면 d_end-end = Q(d_proc+ d_queue + t_rans + d_prop)가 된다.