网络——彻底搞懂数据时延的相关计算

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)

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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

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【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】
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采用报文交换:(题目中给出忽略传播时延)
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报文交换总时间 = 报文的发送时延*2 = 8 M b 10 M b p s × 2 = 1.6 s = 1600 m s \frac{8Mb}{10Mbps}\times2=1.6s=1600ms 10Mbps8Mb×2=1.6s=1600ms

采用分组交换:(题目中给出忽略传播时延)
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分组交换总时间 = 报文的发送时延 + 1个分组的发送时延 = 8 M b 10 M b p s + 10 k b 10 M b p s = 0.8 s + 1 0 − 3 s = 800 m s + 1 m s = 801 m s \frac{8Mb}{10Mbps} + \frac{10kb}{10Mbps}=0.8s+10^{-3}s=800ms+1ms=801ms 10Mbps8Mb+10Mbps10kb=0.8s+103s=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 △ t 1 = 100 B 100 M b / s = 800 b 100 M b / s = 8 × 1 0 − 3 s \triangle t_{1} =\frac{100B}{100Mb/s}=\frac{800b}{100Mb/s}=8\times10^{-3}s t1=100Mb/s100B=100Mb/s800b=8×103s
传播时延 △ t 2 = 1 k m 1 0 5 k m / s = 1 0 − 5 s \triangle t_{2} =\frac{1km}{10^{5}km/s}=10^{-5}s t2=105km/s1km=105s
那么,一组数据在一段链路上的总时延 △ t = △ t 1 + △ t 2 \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 △ t 10\triangle t 10△t,传播时延为 4 △ t 4\triangle t 4△t,那么数据传输的总时延为 14 △ t 14\triangle t 14△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 △ t 5\triangle t+9\triangle t=14\triangle t 5△t+9△t=14△t

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