网络——彻底搞懂数据时延的相关计算

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数据总时延

通常来说,数据总时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延(题目中一般会忽略处理时延和排队时延)

发送时延=分组长度(b)发送速率(b/s)发送时延=\frac{分组长度(b)}{发送速率(b/s)}发送时延=发送速率(b/s)分组长度(b)​

传播时延=信道长度(m)电磁波传播速率(m/s)传播时延=\frac{信道长度(m)}{电磁波传播速率(m/s)}传播时延=电磁波传播速率(m/s)信道长度(m)​

记住上图的结论

m为链路长度,m-1 即为转发的次数

无论有多少bit或者分组的数据,在一段链路上都只有一个传播时延

时延带宽积

时延带宽积=传播时延×\times×带宽,又称以比特为单位的链路长度,它是一种利用比特来作为度量长度的单位。例如,A、B两点之间的传播时延是100s,每秒可以发送1bit的数据,那么A、B两点之间的长度(时延带宽积)就是100b

例题

【例】(2013年35题)主机甲通过1个路由器(存储转发方式)与主机乙互联,两段链路的数据传输速率为10Mbps,主机甲分别采用报文交换和分组大小10Kb的分组交换向主机乙发送一个大小为8Mb(1M=106)的报文。若忽略链路传播延迟,分组头开销和分组拆装时间,则两种交换方式完成该报文传输所需的总时间分别为______。

【分析】

采用报文交换:(题目中给出忽略传播时延)

报文交换总时间 = 报文的发送时延*2 = 8Mb10Mbps×2=1.6s=1600ms\frac{8Mb}{10Mbps}\times2=1.6s=1600ms10Mbps8Mb​×2=1.6s=1600ms

采用分组交换:(题目中给出忽略传播时延)

分组交换总时间 = 报文的发送时延 + 1个分组的发送时延 = 8Mb10Mbps+10kb10Mbps=0.8s+10−3s=800ms+1ms=801ms\frac{8Mb}{10Mbps} + \frac{10kb}{10Mbps}=0.8s+10^{-3}s=800ms+1ms=801ms10Mbps8Mb​+10Mbps10kb​=0.8s+10−3s=800ms+1ms=801ms

【例】在分组交换网中要传送的数据总共1000B,每个分组长度100B,数据发送速率为100Mb/s,从源点到终点一共经过5段链路,每段链路的长度1km,数据信号传播速率为105km/s。忽略处理时延和排队时延,试计算数据传输的总时延并给出各部分时延的计算过程。

【分析】根据题意,忽略处理时延和排队时延,那么总时延=发送时延+传播时延。

对于每组数据在每段链路上:

发送时延:△t1=100B100Mb/s=800b100Mb/s=8×10−3s\triangle t_{1} =\frac{100B}{100Mb/s}=\frac{800b}{100Mb/s}=8\times10^{-3}s△t1​=100Mb/s100B​=100Mb/s800b​=8×10−3s

传播时延:△t2=1km105km/s=10−5s\triangle t_{2} =\frac{1km}{10^{5}km/s}=10^{-5}s△t2​=105km/s1km​=10−5s

那么,一组数据在一段链路上的总时延:△t=△t1+△t2\triangle t=\triangle t_{1}+\triangle t_{2}△t=△t1​+△t2​

方法一:

由题目可知,共10组数据,在一段链路发送这10组数据的发送时延为10△t10\triangle t10△t,传播时延为4△t4\triangle t4△t,那么数据传输的总时延为14△t14\triangle t14△t

方法二:

当第一组数据,在5段链路传输完成时,之后的9组数据每隔一个△t\triangle t△t都会完成一组数据的传输,于是

数据传输的总时延为:5△t+9△t=14△t5\triangle t+9\triangle t=14\triangle t5△t+9△t=14△t

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