Zpoždění ve frontě - Queuing delay

V telekomunikačním a počítačovém inženýrství je zpoždění ve frontě nebo zpoždění ve frontě doba, po kterou úloha čeká ve frontě, dokud ji nelze provést. Je to klíčová součást zpoždění sítě . V přepínané síti je zpoždění ve frontě doba mezi dokončením signalizace původcem hovoru a příchodem vyzváněcího signálu do přijímače hovorů. Zpoždění ve frontě může být způsobeno zpožděním původního přepínače, mezilehlých přepínačů nebo přepínače obsluhy přijímače hovorů. V datové síti je zpoždění ve frontě součtem zpoždění mezi požadavkem na službu a vytvořením obvodu k volanému datovému koncovému zařízení (DTE). V síti s přepojováním paketů je zpoždění ve frontě součtem zpoždění, se kterými se paket setká mezi časem vložení do sítě a časem doručení na adresu.

Tento termín se nejčastěji používá v odkazu na routery . Když pakety dorazí na router, musí být zpracovány a přeneseny. Směrovač může zpracovávat pouze jeden paket najednou. Pokud pakety dorazí rychleji, než je směrovač dokáže zpracovat (například v sekvenčním přenosu ), router je zařadí do fronty (také nazývané vyrovnávací paměť ), dokud se nedostane k jejich přenosu. Zpoždění se také může u jednotlivých paketů lišit, takže při měření a vyhodnocování zpoždění ve frontě se obvykle generují průměry a statistiky.

Vzhledem k tomu, že se fronta začíná zaplňovat, protože provoz přichází rychleji, než je možné zpracovat, zvyšuje se prodleva, kterou paket zažívá ve frontě. Rychlost, s jakou lze obsah fronty zpracovat, je funkcí přenosové rychlosti zařízení. To vede ke klasické křivce zpoždění. Průměrné zpoždění, které pravděpodobně dojde k danému paketu, je dáno vzorcem 1/(μ-λ), kde μ je počet paketů za sekundu, které zařízení dokáže udržet, a λ je průměrná rychlost, s jakou pakety přicházejí být obsluhovány. Tento vzorec lze použít, pokud z fronty nevypadnou žádné pakety.

Maximální zpoždění ve frontě je úměrné velikosti vyrovnávací paměti. Čím delší je řada paketů čekajících na přenos, tím delší je průměrná čekací doba. Fronta routerů paketů čekajících na odeslání také představuje potenciální příčinu ztráty paketů. Protože směrovač má omezené množství vyrovnávací paměti pro uložení fronty, může router, který přijímá pakety příliš vysokou rychlostí, zaznamenat úplnou frontu. V tomto případě router nemá jinou možnost, než jednoduše zahodit přebytečné pakety.

Když přenosový protokol používá k regulaci přenosové rychlosti příznak vynechaných paketů naplněných vyrovnávacích pamětí, jako to dělá internetový TCP, šířka pásma je poměrně sdílena při téměř teoretické kapacitě s minimálním zpožděním přetížení sítě . Při absenci tohoto mechanismu zpětné vazby se zpoždění stanou nepředvídatelnými a prudce stoupají, což je symptom, který je také vnímán jako schopnost přiblížení na dálnici; měřené onrampy jsou tam nejefektivnějším řešením, stejně jako je samoregulace TCP nejefektivnějším řešením, když provoz jsou pakety místo aut). Tento výsledek je obtížné matematicky modelovat a je docela neintuitivní pro lidi, kteří nemají zkušenosti s matematikou nebo skutečnými sítěmi. Pokud se nepodaří zahodit pakety a místo toho uložit do vyrovnávací paměti jejich stále rostoucí počet, vytvoří bufferbloat .

V Kendallově notaci lze k analýze zpoždění ve frontě v konkrétním systému použít model fronty M/M/1/K, kde K je velikost vyrovnávací paměti. Kendallův zápis by měl být použit pro výpočet zpoždění ve frontě, když jsou pakety vyřazeny z fronty. Model fronty M/M/1/K je nejzákladnějším a nejdůležitějším modelem front pro analýzu sítě.

Viz také

Reference

  • Bezdrátová komunikace ; Theodore S.Rpappaport
  1. ^ "Zpoždění ve frontě" . Archivovány od originálu na 2012-12-19 . Citováno 2012-02-12 .
  2. ^ Keith W. Ross; James F. Kurose. „Zpoždění a ztráta v sítích s přepínáním paketů“ . Archivovány od originálu na 2013-01-14 . Citováno 2012-02-12 .
  3. ^ "Zpoždění ve frontě" . Hill Association. Archivovány od originálu dne 4. září 2015 . Vyvolány 2 December 2012 .
  4. ^ "stat.iastate.edu" (PDF) . Citováno 7. listopadu 2008 .

Veřejná doména Tento článek včlení  materiál public domain z dokumentu General Services Administration : "Federal Standard 1037C" .(na podporu MIL-STD-188 )