中科大计算机网络7 分组延迟分组丢失吞吐量

分组丢失和延迟的原因

队列太长没有意义，用户需求
排队：输出能力<=到来的分组，需要等待

四种分组延迟

节点处理延迟：确定的
排队延迟：随机，取决于网络情况

一个比特的传输时间：
R=1Mbps
1/R=10^-6s=1us(微妙)–传输时间
1秒(s) =1000ms= 1000000微秒(μs)

传输延迟：
如果：
L=1Mbps R=1Mbps
L/R=L*（1/R）(传输延迟，越过链路L需要时间，所以是延迟)

传播延迟：
路径有很多hop跳（段）组成
如果很近，可以忽略不计

车队类比1-局域网

120s传输时间

车队类比2-广域网

100km/1000km/h=1/10h=6min
第一个比特已经到达收费站，即为：没有打完第一个比特，对方就已经收到，路径中几乎没有比特在通行，所以信道容量：车队1>车队2

节点延迟

每一跳都要花费这四个延迟

排队延迟

取决于流量强度I，在（0，1）之间
L：每个分组的长度
a:单位时间内希望它通过这条链路转发的数量，单位时间要求通过这条链路放出去的比特数量
R：链路速率，带宽
I=La/R

排队延迟：
流量强度越接近于1，排队延迟无限大

网络的延迟和路由

在cmd中：

工作原理：
发出三个探测包，发送时计时，回来时计时；可以计算往返延迟【RTT ，Round Trip Time】

使用了ICMP协议，互联网控制报文协议：
IP头部有TTL字段【TIME To Live,生存时间,有限值】，路过一个路由器时TTL减少1；到某个路由器TTL=0时，分组被丢弃，向源主机发送一个ICMP的控制报文，告诉源主机：到此路由器时，TTL=0，分组被丢弃了

使用tracert，测试：
设置TTL足够大，到达最后一个路由器时，目标端口没有应用进程守候，发送ICMP报文：由于目标端口不可达，分组丢失；此时测试结束

分组丢失

分组进了网络核心，没有出来，被丢失掉了

丢失的分组：
看数据链路层（网络层的上一层）本身是否可以可靠，如果可靠【如，WIFI】，由上一个节点来重传；如果数据链路层不可靠【如，以太网向上层提供的服务是不可靠的】，可能由源主机来重传，如果是应用进程提供UDP来发送，则不重传；如果应用进程提供TCP来发送，则重传
三种情况：

物理介质本身可靠，则数据链路层就会放弃可靠性；
物理介质本身不可靠；则数据链路层就会提供可靠的服务【亡羊补牢】

吞吐量

A到B：单位时间内A向B传比特，对方能够有效收到的比特数量【单位时间内成功地传送比特的数量】
有效吞吐量取决于最小的

瓶颈链路：最细的

有多个链路带宽，取决于最小的

A到B
如果有n个主机在同时使用链路的话，每一个主机只能使用1/n带宽(其他条的链路也是一样)
而瓶颈带宽(吞吐量)：是最小的1/n
min{1/n1,1/n2。。。}