Компьютерные сети

О £5 — время приема пакета с его заголовком из канала во входной буфер коммутатора; как уже было отмечено, это время равно (£2 + £3), то есть времени передачи пакета с заголовком в канал из узла источника;

О £б ^— время ожидания пакета в очереди колеблется в очень широких пределах и заранее неизвестно, так как зависит от текущей загрузки сети;

О £7 — время коммутации пакета при его передаче в выходной порт фиксировано длз конкретной модели и обычно невелико (от нескольких микросекунд до нескольки: миллисекунд).

Обозначим через 7Vi-5i время передачи пакета из узла N1 на выходной интерфейс комм} татора 1 Это время складывается из следующих составляющих:

Tm-si⁼ t\ + U + £5 + £б + *7-

Обратите внимание, что среди слагаемых отсутствуют составляющие £2 и £3. Из рис. 3. видно, что передача битов из передатчика в канал совмещается по времени с передач! битов по каналу связи.

Время, затрачиваемое на оставшиеся два отрезка пути, обозначим соответственно Ts\ и Ts2-N2• Эти величины имеют такую же структуру, что и Tm-su за исключением того, ч в них не входит время пакетизации, и, кроме того, Ts2-N2 не включает время коммутац (так как отрезок заканчивается конечным узлом). Итак, полное время передачи одт пакета по сети составляет:

Т\ = 7м-51 + 751-52 + 752-N2.

А чему же будет равно время передачи сообщения, состоящего из нескольких пакет Сумме времен передачи каждого пакета? Конечно, нет! Ведь сеть с коммутацией паке работает как конвейер (см. рис. 3.13): пакет обрабатывается в несколько этапов, и устройства сети выполняют эти этапы параллельно. Поэтому время передачи такого общения будет значительно меньше, чем сумма значений времени передачи каждого nai сообщения. Точно рассчитать это время сложно из-за неопределенности состояния с и вследствие этого, неопределенности значений времени ожидания пакетов в очерс коммутаторов. Однако если предположить, что пакеты стоят в очереди примерно од ковое время, то общее время передачи сообщения, состоящего из п пакетов, можно оце следующим образом:

Tps = 7"i + (п - 1) (t\ + £5).

ПРИМЕР

Сравним задержки передачи данных в сетях с коммутацией пакетов с задержками в сет с коммутацией каналов, основываясь на рис. 3.14. Пусть тестовое сообщение, которое нуж передать в обоих видах сетей, составляет 200 000 байт. Отправитель находится от получате на расстоянии 5000 км. Пропускная способность линий связи составляет 2 Мбит/с. Вре

сигнала, которое для расстояния 5000 км можно оценить примерно в 25 мс, и времени передачи сообщения в канал, которое при пропускной способности 2 Мбит/с и размере сообщения 200 000 байт равно примерно 800 мс, то есть всего передача данных абоненту занимает 825 мс. Оценим дополнительное время, которое требуется для передачи этого сообщения по сети с коммутацией пакетов. Будем считать, что путь от отправителя до получателя пролегает через 10 коммутаторов. Также предположим, что сеть работает в недогруженном режиме, то есть очереди в коммутаторах отсутствуют. Исходное сообщение разбивается на пакеты по 1000 байт, всего 200 пакетов.

Если принять интервал между отправкой пакетов равным 1 мс, тогда время передачи сообщения увеличится дополнительно на 200 мс. Время передачи сообщения в канал также увеличится из-за необходимости передавать заголовки пакетов. Предположим, что доля служебной информации, размещенной в заголовках пакетов, по отношению к общему объему сообщения составляет 10 %. Следовательно, дополнительная задержка, связанная с передачей заголовков пакетов, составляет 10 % от времени передачи исходного сообщения, то есть 80 мс. При прохождении пакетов через каждый коммутатор возникает задержка буферизации пакета.

Эта задержка при величине пакета 1000 байт, заголовке 100 байт и пропускной способности линии 2 Мбит/с составляет 4,4 мс в одном коммутаторе. Плюс задержка коммутации 2 мс.

В результате прохождения 10 коммутаторов пакет придет с суммарной задержкой 64 мс, потраченной на буферизацию и коммутацию. В результате дополнительная задержка, созданная сетью с коммутацией пакетов, составляет 344 мс.

Учитывая, что вся передача данных по сети с коммутацией каналов занимает 825 мс, эту дополнительную задержку можно считать существенной. Хотя приведенный расчет носит очень приблизительный характер, он делает более понятными те причины, по которым для отдельного абонента процесс передачи данных по сети с коммутацией пакетов является более медленным, чем по сети с коммутацией каналов.

Что же следует из приведенного примера? Можно ли считать, что сеть с коммутацией каналов более эффективна, чем сеть с коммутацией пакетов? Попробуем ответить на этот вопрос.