[네트워크] Delay in Packet-Switched Networks

패킷 지연의 유형

1) Nodal Processing delay

processing delay는 도착한 패킷의 bit error를 검사하고, 헤더를 조사하고 패킷을 어느 라우터로 보낼지 결정하는데 걸리는 시간이다. 조사를 마치면 해당 링크의 큐로 보낸다.

2) Queuing delay

queuing delay는 큐에서 전송될 차례를 기다리는 시간이다.

3) Transmission delay

transmission delay는 패킷의 모든 비트를 링크로 내보내는데(push out) 걸리는 시간이다.

transmission delay = L/R

L bits = 전송할 패킷의 양
R bits/sec = 링크의 전송 속도

4) Propagation delay

propagation delay는 비트가 링크로 push되고 나서 다른 라우터까지 전파하는데 걸리는 시간이다.

propagation delay = d/s

d = 두 노드 간 거리
s = 전파 속도 (propagation speed)

Transmission delay vs propagaion delay

transmission delay는 노드에서 패킷을 링크로 내보내는데(push out) 걸리는 시간이다. 패킷이 다른 라우터까지 도착하는데 걸리는 시간이랑은 완전히 다른 개념이다.

transmission delay

propagation delay

5) total nodal delay

전체 노드 지연은 1-4번의 delay를 모두 합친 delay 말한다.
각 지연은 상황에 따라 무시할만한 정도가 될 수도 있고, 아닐 수도 있다. 예를 들어, 한 대학 내의 라우터를 연결하는 링크의 전파 지연은 몇마이크로초 정도로 무시할 수 있지만 정지위성링크같은 먼거리인 경우에는 전파 지연이 전체 노드 지연에 큰 영향을 미친다.

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Queuing Delay and Packet Loss

traffic intensity

queuing delay 정도를 직관적으로 추정하는 척도이다.

traffic intensity = La / R 

a = 패킷이 큐에 도착하는 평균 속도(패킷/초 단위)
L = 패킷의 bit수
R = transmission rate (bits/sec)

• La/R ~ 0 : small queuing delay
• La/R ≤ 1 : large queuing delay
• La/R > 1 : infinite queuing delay - more "work" arriving is more than can be serviced

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Packet Loss

큐의 용량이 한정돼있어 큐가 full인 경우, 라우터가 패킷을 drop하고 패킷이 손실(overflow)된다.
손실된 패킷은 이전 노드나 source end system에서 다시 보내질수도 있고, 아예 전송이 안 될 수도 있다.