[Network] delay, loss, throughput in networks

How do loss and delay occur

packet이 router로 도착하는 속도보다 나가는 속도가 더 느릴 경우 packet이 queueing 되면 쌓이기 시작한다. 이것을 딜레이 된다고 한다. packet이 queueing(delay) 될 때 공간이 없으면  loss(손실)이 발생한다.

 

Four sources of packet delay

패킷이 경로를 따라 한 노드에서 다음 노드로 전달될 때 경로상의 각 노드에서 다양한 지연을 받게 되는데 이들을 모두 더하여 전체 노드 지연(total nodal delay)라고 부른다.

 

d(nodal) : 전체 노드 지연

 

d(proc) : 노드 처리 지연(nodal processing delay)

-비트 오류 검사

-출력 링크 결정

-typically < msec

 

d(queue) :  큐잉 지연(queuing delay)

-전송을 위해 출력링크에서 대기하는 시간

-라우터 혼잡 수준에 따라 다르다.

 

d(trans) : 전송 지연(transmission delay)

-L : 패킷 길이(비트)
-R : 링크 대역폭(bps)

-d(trans) = L/R

 

d(propagation delay) : 전파 지연

-d : 물리적 링크길이

-s : 전파 속도(약 2*10^8 m/sec)

-d(prop) : d/s

 

Queueing delay(revisited)

La/R > 1 : 비트가 큐에 도착하는 평균율이 큐에서 전송되는 비율을 초과

-큐가 계속 증가하게되어 queuing delay 또한 계속 증가한다. 

 

La/R <1 : 도착 트래픽의 특성이 queuing delay에 영향을 미친다.

-하나의 패킷이 L/R초마다 주기적으로 도착한다면 모든 패킷은 빈 큐에 도착하여 queuing delay는 발생하지 않는다.

-패킷이 몰려서(brust) 도착한다면 average queuing delay가 발생한다.

(그래프에 La/R 이 1보다 작아도 딜레이가 발생하는 이유는 평균값이라 패킷이 1이 넘는 순간이 발생할 수 있기 때문)

 

Packet loss

-큐가 오버플로우 될 때 생긴다.(큐에 저장하다가 넘치면 loss 발생)

-loss 될 경우 재전송이 필요한 경우도 있다.(재전송하지 않는 경우도 있다.)

 

Throughput

처리량: 발신자/발신자 간에 비트가 전송되는 속도(비트/시간 단위) (초당 보낼 수 있는 비트 수)
instantaneous : 지정된 시점에서의 속도

averager : 장시간에 걸친 속도