在这种情况下如何计算端到端延迟

Question

这是我的问题： 我们希望通过网络发送大小为 150,000 字节的消息。有四个跃点，每个跃点长度为 20 公里，运行速度为 100 Mb/s。但是，在发送之前，我们将消息拆分为 1500 字节的数据包。消息的端到端延迟是多少？使用铜中的光速 = c = 2 * 10^8 m/s，并将答案四舍五入到最接近的整数毫秒。

到目前为止，我所拥有的是 48 毫秒，我按以下方式计算得出： 1500 字节 = 12,000 位 12,000 位/(100x10^6)[100Mb/s] = 0.00012s 20km/(2*10^8)[此方程中的光速] = 1e-7 将它们相加，您得到每跳 0.0001201s x 4 跳 = 0.0004804s -> 48ms 四舍五入到最接近的整数。

显然这是不正确的，我无法弄清楚我的错误。我的在线课程没有可用的帮助，所以我转向 SO。如果有人能直接指出我的正确方向，我将不胜感激。

Answer 1

关键是，路由器需要等到收到一个完整的数据包，然后才开始将数据包转发到下一个路由器。第一种情况，当150,000字节的报文没有被分成100个1500字节的包时，每个路由器需要等待(150,000 * 8) / (100 * 10^6)秒才能开始转发该报文。即，路由器被卡住了很长时间。但是在第二种情况下，如果报文被分割，那么每个路由器只需要等待(1500 * 8) / (100 * 10^6)秒就可以开始转发数据包，是前一个的1/100案子。因为在这种情况下，它是一种流水线，路由器能够在接收其余消息的同时转发到达的部分消息。在第四个路由器，或者只是目的地，当整个消息到达时计算消息的总传输时间。在第一种情况下，最后一个路由器正在等待并且什么也不做，所以等待时间仅为 (150,000 * 8) / (100 * 10^6) 秒。在第二种情况下，最后一个路由器首先等待（1500 * 8）/（100 * 10^6）秒，然后，由于它是最后一个路由器，目的地，它不需要转发到达的消息，唯一的工作因为它是等到所有消息到达。因此，它等待另外 99 个数据包到达，即 ((150,000 - 1500) * 8) / (100 * 10^6) 秒。最后，第一种情况的总延迟为 4 * (150,000 * 8) / (100 * 10^6) + 4 * (20 * 10^3)​​ / (2 * 10^8) = 48 ms，总共第二种情况的延迟是 3 * (1500 * 8) / (100 * 10^6) + (150,000 * 8) / (100 * 10^6) + 4 * (20 * 10^3)​​ / (2 * 10 ^8) = 12.76 毫秒。请注意，在两种情况下，它们的传播延迟没有区别，区别在于每个路由器的卡顿时间。

Answer 2

计算一个数据包的时间（p/r + l/c）：

单个数据包大小：1500 byte * 8 = 12000 bit
网速：100 Megabit * 1 000 000 = 100 000 000 bit / sec

12 000 bit / 100 000 000 bit/sec = 0.00012 sec (0.12 ms)

传播延迟：20 000 / (2 * 10 ^ 8) = 0.0001 sec (0.1 ms)

一跳的总延迟：0.12 ms + 0.1 ms = 0.22 ms

4 跳所以total time in ms = 4 * 0.22 ms = 0.88 ms

第二部分只需要计算将其余部分放入链接需要多长时间（请记住，在将第二个数据包放入链接之前，您不会等待第一个数据包到达目的地）

剩下的放上链接= 150 000 byte - 1 500 byte = 148 500byte
这是(148500 * 8 =) 1 188 000 bit

所以1 188 000 bit / 100 000 000 bit/sec = 0.01188 sec (**11.88ms**)

然后总计 11.88 ms + 0.88 ms = 12.76（13 由于四舍五入到最接近的整数毫秒）

Answer 3

端到端延迟可以通过将链接数乘以网络中的总延迟来计算。 您可以使用此在线End to End Delay 工具。

Answer 4

我的解释：

第一个问题是说明如果我们不分解数据包需要多长时间

第二个问题是为了说明分解成更小尺寸的优势

如视频中所述，如果我们不对其进行分解，则传输将需要等待每一跳的数据传输完成。但是如果我们分解它，第一个将等待更短（较小的大小），然后后面的数据包可以加载到网络以简化传输。

Answer 5

4 跳意味着

S->r1->r2->r3->D

No. of packets is =15*10^4 / 1500 = 100 packets
T.D=> 15*10^2*8 / 100* 10^6 (this is for 1 packet) = 0.12ms
P.D=> 20*10^3 / 2* 10^8 = 0.1ms
Total is =>0.1+0.12 = 0.22ms
4 hops takes => 0.22*4=0.88ms
0.88ms is for 1st packet only

第一个数据包需要 0.88 毫秒才能到达 D。 当第一个数据包到达 D 时，其他数据包必须并行处理。所以 D 将每 0.12 毫秒从 R2 接收剩余的数据包 1 个数据包。

所以其他99个数据包耗时0.12*99 ms。//只有传输延迟乘以（N-1）个数据包

答案是 => 0.88 + 0.12*99=12.76ms

计算任何此类问题的公式->

总延迟=否。跳数（第一个数据包总延迟）+ 传输N -（传输延迟 + 处理 + 排队）

或

(IF 处理延迟和排队延迟 = 0 then)

总延迟=否。跳数*（第一个数据包总延迟）+ 传输延迟*（N - 1）

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Another Example

Answer 6

对于单个比特，路由器工作在存储转发模式，即它等待整个数据包到达，然后再移动到下一跳。

当您发送数据包时，您无需等待所有数据包都到达路由器，然后再发送单个数据包。

友合对数据包本身的“打包延迟”，它只取决于最慢的链路、数据包的大小和数据包的数量。

Answer 7

编辑：

我想我终于明白了。网络拓扑如下所示：

source - link#1 - router#1 - link#2 - router#2 - link#3 - router#3 - link#4 - dest

我们先从源头的角度来考虑。我们正在逐包发送消息包。一旦我们将第一个数据包放在网络上，我们就会发送第二个，然后是第三个，等等。将所有 100 个数据包放在网络上需要多长时间？

100 * 1500B * 8(b/B) / 100 Mb/s = 12 ms

端到端延迟是将整个消息从源传输到目标所需的时间。所以现在源只是将包#100 放在链路#1 上，让我们跟踪最后一个包的生命周期。最后一个数据包需要

20km/(2 * 10^8 m/s) = 0.1 ms - to get to the router#1
1500B * 8(b/B) / 100 Mb/s = 0.12 ms - to put it on the link#2
20km/(2 * 10^8 m/s) = 0.1 ms - to get to the router#2
1500B * 8(b/B) / 100 Mb/s = 0.12 ms - to put it on the link#3
20km/(2 * 10^8 m/s) = 0.1 ms - to get to the router#3
1500B * 8(b/B) / 100 Mb/s = 0.12 ms - to put it on the link#4
20km/(2 * 10^8 m/s) = 0.1 ms - to get to the dest

因此，在源将其放在链路#1 上之后，最后一个数据包总共需要 0.76 毫秒才能到达最终目的地。这给了我们最终的答案：

12 ms + 0.76 ms = 12.76 ms ~= 13 ms

原答案：

下面显然是一个正确的答案，但我不明白为什么我们不将总和的第二部分乘以 4，毕竟有 4 个箍。如果有人能解释一下，我将不胜感激。

解释

13 毫秒。我们计算端到端延迟如下：

4 * (1500B * 8(b/B) / 100 Mb/s + 20km/2 * 10^8 m/s)
+ (150,000/1500 - 1) * (1500 * 8 (b/B) / 100Mb/s) = 12.76 ms