One important aspect of Figure 1.18

One important aspect of Figure 1.18 is the fact that as the traffic intensity approaches 1, the average queuing delay increases rapidly. A small percentage increase in the intensity will result in a much larger percentage-wise increase in delay. Perhaps you have experienced this phenomenon on the highway. If you regu- larly drive on a road that is typically congested, the fact that the road is typically congested means that its traffic intensity is close to 1. If some event causes an even slightly larger-than-usual amount of traffic, the delays you experience can be huge.
To really get a good feel for what queuing delays are about, you are encouraged once again to visit the companion Web site, which provides an interactive Java applet for a queue. If you set the packet arrival rate high enough so that the traffic intensity exceeds 1, you will see the queue slowly build up over time.


Packet Loss

In our discussions above, we have assumed that the queue is capable of holding an infinite number of packets. In reality a queue preceding a link has finite capacity, although the queuing capacity greatly depends on the router design and cost. Because the queue capacity is finite, packet delays do not really approach infinity as the traffic intensity approaches 1. Instead, a packet can arrive to find a full queue. With no place to store such a packet, a router will drop that packet; that is, the packet will be lost. This overflow at a queue can again be seen in the Java applet for a queue when the traffic intensity is greater than 1.
From an end-system viewpoint, a packet loss will look like a packet having been transmitted into the network core but never emerging from the network at the destination. The fraction of lost packets increases as the traffic intensity increases. Therefore, performance at a node is often measured not only in terms of delay, but also in terms of the probability of packet loss. As we’ll discuss in the subsequent



chapters, a lost packet may be retransmitted on an end-to-end basis in order to ensure that all data are eventually transferred from source to destination

1.4.3 End-to-End Delay

Our discussion up to this point has focused on the nodal delay, that is, the delay at a single router. Let’s now consider the total delay from source to destination. To get a handle on this concept, suppose there are N 1 routers between the source host and the destination host. Let’s also suppose for the moment that the network is uncon- gested (so that queuing delays are negligible), the processing delay at each router and at the source host is dproc, the transmission rate out of each router and out of the source host is R bits/sec, and the propagation on each link is dprop. The nodal delays accumulate and give an end-to-end delay,

dend-end = N (dproc + dtrans + dprop) (1.2)

where, once again, dtrans = L/R, where L is the packet size. Note that Equation 1.2 is a generalization of Equation 1.1, which did not take into account processing and propa- gation delays. We leave it to you to generalize Equation 1.2 to the case of heteroge- neous delays at the nodes and to the presence of an average queuing delay at each node.





VideoNote
Using Traceroute to discover network paths and measure network delay

Traceroute

To get a hands-on feel for end-to-end delay in a computer network, we can make use of the Traceroute program. Traceroute is a simple program that can run in any Inter- net host. When the user specifies a destination hostname, the program in the source host sends multiple, special packets toward that destination. As these packets work their way toward the destination, they pass through a series of routers. When a router receives one of these special packets, it sends back to the source a short mes- sage that contains the name and address of the router.
More specifically, suppose there are N 1 routers between the source and the destination. Then the source will send N special packets into the network, with each packet addressed to the ultimate destination. These N special packets are marked 1 through N, with the first packet marked 1 and the last packet marked N. When the nth router receives the nth packet marked n, the router does not forward the packet toward its destination, but instead sends a message back to the source. When the des- tination host receives the Nth packet, it too returns a message back to the source. The source records the time that elapses between when it sends a packet and when it receives the corresponding return message; it also records the name and address of the router (or the destination host) that returns the message. In this manner, the source can reconstruct the route taken by packets flowing from source to destination, and the source can determine the round-trip delays to all the intervening routers. Trace- route actually repeats the experiment just described three times, so the source actually sends

Kết quả (Việt) 1:

Một trong những khía cạnh quan trọng của hình 1.18 là một thực tế rằng, cũng như cường độ lưu lượng truy cập phương pháp tiếp cận 1, xếp hàng trễ trung bình tăng lên nhanh chóng. Một tỷ lệ nhỏ tăng cường sẽ dẫn đến một sự gia tăng lớn hơn nhiều percentage-wise chậm trễ. Có lẽ bạn đã có kinh nghiệm hiện tượng này trên đường cao tốc. Nếu bạn regu larly lái xe trên một con đường thông thường bị tắc nghẽn, thực tế là con đường thông thường tắc nghẽn có nghĩa là cường độ lưu lượng truy cập của nó là gần 1. Nếu một số sự kiện gây ra một số lượng lưu lượng truy cập thậm chí hơi lớn hơn-hơn-bình thường, sự chậm trễ bạn có kinh nghiệm có thể rất lớn.Để thực sự có được một cảm giác tốt về những gì sự chậm trễ xếp hàng đang về, bạn được khuyến khích một lần nữa để truy cập vào các trang Web cung cấp một applet Java tương tác cho một hàng đợi bạn đồng hành. Nếu bạn thiết lập tỷ lệ đến gói cao đủ để cho cường độ lưu lượng truy cập vượt quá 1, bạn sẽ thấy một hàng chậm xây dựng theo thời gian.Gói dữ liệu bị mấtTrong các cuộc thảo luận ở trên, chúng tôi đã giả định rằng hàng đợi là khả năng nắm giữ một số lượng vô hạn của gói tin. Trong thực tế một hàng đợi ngay trước một liên kết có năng lực hữu hạn, mặc dù công suất xếp hàng rất nhiều phụ thuộc vào thiết kế router và chi phí. Bởi vì khả năng hàng đợi là hữu hạn, gói sự chậm trễ không thực sự tiếp cận vô cực như các phương pháp tiếp cận giao thông cường độ 1. Thay vào đó, một gói dữ liệu có thể đến để tìm một hàng đợi đầy đủ. Không có nơi để lưu trữ một gói dữ liệu, một bộ định tuyến sẽ thả gói đó; đó là, các gói sẽ bị mất. Này tràn tại một hàng đợi một lần nữa có thể được nhìn thấy trong Java applet cho một hàng đợi khi cường độ lưu lượng truy cập lớn hơn 1.Từ một quan điểm hệ thống end, mất gói tin sẽ giống như một gói dữ liệu đã được truyền vào lõi mạng nhưng không bao giờ nổi lên từ mạng ở đích đến. Phần bị mất gói tin sẽ tăng như tăng cường lưu lượng truy cập. Vì vậy, hiệu suất tại một nút thường được đo không chỉ trong điều khoản của sự chậm trễ, nhưng cũng có trong điều khoản của xác suất của các gói tin bị mất. Như chúng tôi sẽ thảo luận tại các cuộc chương, một gói tin bị mất có thể được retransmitted trên cơ sở kết thúc để kết thúc để đảm bảo rằng tất cả dữ liệu cuối cùng được chuyển giao từ nguồn đến đích1.4.3 kết thúc để kết thúc sự chậm trễThảo luận của chúng tôi đến thời điểm này đã tập trung vào sự chậm trễ nodal, đó là, sự chậm trễ lúc một router duy nhất. Hãy bây giờ hãy xem xét sự chậm trễ tất cả từ nguồn đến đích. Để có được một xử lý trên khái niệm này, giả sử có N 1 router giữa nguồn máy chủ và máy chủ đích. Chúng ta hãy cũng giả sử cho thời điểm này rằng mạng là uncon - gested (để xếp hàng sự chậm trễ là không đáng kể), sự chậm trễ xử lý mỗi router và máy chủ lưu trữ mã nguồn là dproc, tốc độ truyền dẫn ra khỏi mỗi router và ra khỏi nguồn máy chủ là R bit/giây và tuyên truyền trên mỗi liên kết là dprop. Sự chậm trễ nodal tích lũy và cung cấp cho một sự chậm trễ kết thúc để kết thúc,dend-end = N (dproc + dtrans + dprop) (1,2)ở đâu, một lần nữa, dtrans = L/R, mà L là kích thước gói tin. Lưu ý rằng phương trình 1.2 là một tổng quát của phương trình 1.1, đã không đưa vào tài khoản xử lý và propa nhiên sự chậm trễ. Chúng tôi rời khỏi nó vào bạn để khái quát về phương trình 1.2 cho trường hợp của sự chậm trễ heteroge-neous tại các nút, và sự hiện diện của một trung bình là xếp hàng chậm trễ lúc mỗi nút. VideoNoteBằng cách sử dụng Traceroute để khám phá mạng lưới đường dẫn và đo lường sự chậm trễ mạng TracerouteĐể có được một cảm thấy tay cho sự chậm trễ kết thúc để kết thúc trong một mạng máy tính, chúng tôi có thể làm cho việc sử dụng Traceroute chương trình. Traceroute là một chương trình đơn giản mà có thể chạy ở bất kỳ chủ nhà Inter-net. Khi người dùng chỉ định một tên miền máy chủ đích, chương trình trong nguồn máy chủ gửi gói dữ liệu nhiều, đặc biệt đối với địa điểm đó. Khi các gói dữ liệu làm việc theo cách của họ hướng tới các điểm đến, họ đi qua một loạt các bộ định tuyến. Khi một router sẽ nhận được một trong những gói dữ liệu đặc biệt, nó sẽ gửi lại cho nguồn một mes ngắn-sage có chứa tên và địa chỉ của bộ định tuyến.Cụ thể hơn, giả sử có N 1 router giữa các nguồn và đích đến. Sau đó là nguồn gốc sẽ gửi gói tin đặc biệt N vào mạng lưới, với mỗi gói tin gửi đến đích cuối cùng. Các gói tin đặc biệt N được đánh dấu 1 đến N, với gói đầu tiên đánh dấu 1 và cuối cùng gói đánh dấu N. Khi thứ n router sẽ nhận được gói thứ n đánh dấu n, router không chuyển tiếp gói tin đến đích của nó, nhưng thay vì gửi một thông điệp quay trở lại nguồn. Khi máy chủ lưu trữ des tination nhận được gói thứ n, nó quá trở lại tin nhắn trở lại nguồn. Hồ sơ nguồn thời gian thường giữa khi nó sẽ gửi một gói tin và khi nó nhận được tương ứng trở về tin nhắn; nó cũng ghi lại tên và địa chỉ của router (hoặc máy chủ đích) trả về tin nhắn. Theo cách này, các nguồn có thể tái tạo lại các tuyến đường đưa bởi gói chảy từ nguồn đến đích, và các nguồn có thể xác định những sự chậm trễ trọn vòng để tất cả các router can thiệp. Theo dõi lộ trình thực sự lặp đi lặp lại thử nghiệm chỉ mô tả ba lần, do đó, nguồn thực sự sẽ gửi

Kết quả (Việt) 2:

Một khía cạnh quan trọng của Hình 1.18 là một thực tế rằng khi cường độ giao thông tiếp cận 1, sự chậm trễ hàng đợi trung bình tăng lên nhanh chóng. Một sự gia tăng tỷ lệ nhỏ trong cường độ sẽ dẫn đến một sự gia tăng tỷ lệ phần trăm-khôn ngoan lớn hơn nhiều trong sự chậm trễ. Có lẽ bạn đã trải qua hiện tượng này trên đường cao tốc. Nếu bạn regu- ổ biệt trên một con đường mà thường bị ách tắc, thực tế là con đường thường bị ách tắc có nghĩa là cường độ lưu lượng của nó là gần 1. Nếu một số sự kiện gây ra một số lượng còn hơi lớn hơn bình thường trong giao thông, sự chậm trễ bạn kinh nghiệm có thể rất lớn.
để thực sự có được một cảm giác tốt về những gì chậm trễ hàng đợi là về, bạn được khuyến khích một lần nữa để truy cập vào trang web đồng hành, cung cấp một applet Java tương tác cho một hàng đợi. Nếu bạn thiết lập tốc độ gói tin đến đủ cao để các cường độ giao thông lớn hơn 1, bạn sẽ nhìn thấy hàng đợi từ từ xây dựng lên theo thời gian. Packet Loss Trong các cuộc thảo luận của chúng tôi ở trên, chúng tôi đã giả định rằng hàng đợi là khả năng nắm giữ một số lượng vô hạn các gói tin . Trong thực tế một hàng đợi trước một liên kết có năng lực hữu hạn, mặc dù năng lực xếp hàng phụ thuộc rất nhiều vào việc thiết kế router và chi phí. Vì lượng hàng đợi là hữu hạn, sự chậm trễ gói tin không thực sự tiếp cận vô hạn như cường độ giao thông tiếp cận 1. Thay vào đó, một gói tin có thể đến để tìm một hàng đợi đầy đủ. Không có nơi để lưu trữ một gói tin như vậy, một router sẽ thả gói tin đó; đó là, gói tin sẽ bị mất. Tràn này tại một hàng đợi một lần nữa có thể được nhìn thấy trong các applet Java cho một hàng đợi khi cường độ giao thông lớn hơn 1. Từ một quan điểm cuối cùng hệ thống, mất gói tin sẽ trông giống như một gói tin đã được truyền vào lõi mạng nhưng không bao giờ nổi lên từ mạng tại điểm đến. Các phần của gói tin bị mất tăng khi cường độ tăng giao thông. Do đó, hiệu suất tại một nút thường được đo lường không chỉ về sự chậm trễ, nhưng còn về xác suất mất gói tin. Như chúng ta sẽ thảo luận trong các tiếp theo chương, một gói tin bị mất có thể được phát lại trên cơ sở end-to-end để đảm bảo rằng tất cả các dữ liệu được cuối cùng chuyển từ nguồn tới đích 1.4.3 End-to-End Hoãn cuộc thảo luận của chúng tôi lên đến thời điểm này đã tập trung vào sự chậm trễ nút, đó là, sự chậm trễ tại một router duy nhất. Bây giờ hãy xem xét tổng trễ từ nguồn đến đích. Để có được một xử lý về khái niệm này, giả sử có N 1 router giữa các máy chủ nguồn và máy chủ đích. Chúng ta hãy cũng giả sử cho thời điểm đó mạng là không kiểm soát gested (vì vậy mà sự chậm trễ xếp hàng là không đáng kể), sự chậm trễ xử lý tại mỗi router và tại các máy chủ nguồn là dproc, tốc độ truyền ra của mỗi router và ra khỏi các máy chủ nguồn là R bit / giây, và tuyên truyền trên mỗi liên kết là dprop. Sự trì hoãn nút tích lũy và cung cấp cho một end-to-end chậm trễ, từ cổ-end = N (dproc + dtrans + dprop) (1.2) trong đó, một lần nữa, dtrans = L / R, trong đó L là kích thước gói tin. Lưu ý rằng phương trình 1.2 là một sự tổng quát của phương trình 1.1, mà không đưa vào xử lý tài khoản và sự chậm trễ gation propa-. Chúng tôi rời khỏi nó để bạn có thể khái quát phương trình 1.2 cho các trường hợp chậm trễ neous heteroge tại các nút và sự hiện diện của một sự chậm trễ hàng đợi trung bình tại mỗi nút. VideoNote Sử dụng Traceroute để khám phá mạng lưới đường lối và đo lường sự chậm trễ mạng Traceroute Để có được một hands- về cảm cho sự chậm trễ end-to-end trong một mạng máy tính, chúng ta có thể sử dụng các chương trình Traceroute. Traceroute là một chương trình đơn giản mà có thể chạy trên bất kỳ máy chủ net tế. Khi người dùng chỉ định một tên máy chủ đích, các chương trình trong máy chủ nguồn gửi nhiều, gói đặc biệt hướng tới đích. Khi các gói làm việc theo cách của họ đối với các điểm đến, họ đi qua một loạt các định tuyến. Khi một router nhận được một trong các gói dữ liệu đặc biệt, nó sẽ gửi trở lại nguồn một nhà hiền triết mes- ngắn có chứa tên và địa chỉ của router. Cụ thể hơn, giả sử có N 1 router giữa nguồn và đích. Sau đó, nguồn này sẽ gửi các gói tin tồn tại đặc biệt vào mạng, với mỗi gói tin gửi đến đích cuối cùng. N Các gói tin đặc biệt được đánh dấu từ 1 đến N, với gói đầu tiên đánh dấu 1 và gói cuối cùng đánh dấu N. Khi router thứ n nhận các gói tin thứ n đánh dấu n, router không chuyển tiếp các gói tin tới đích của nó, nhưng thay vì gửi một thông điệp trở về nguồn. Khi các máy chủ tination des- nhận được gói tin thứ N, nó quá trả về một thông điệp trở về nguồn. Các nguồn ghi lại thời gian đó gian giữa khi nó sẽ gửi một gói tin và khi nhận được thông báo trả về tương ứng; nó cũng ghi lại tên và địa chỉ của router (hoặc các máy chủ đích) mà trả về tin nhắn. Theo cách này, các nguồn có thể tái tạo lại các tuyến đường được thực hiện bởi các gói tin chảy từ nguồn đến đích, và các nguồn có thể xác định sự chậm trễ chuyến đi vòng quanh để tất cả các router can thiệp. Trace- đường thực sự lặp đi lặp lại các thí nghiệm vừa mô tả ba lần, do đó nguồn thực sự sẽ gửi