Xarxes i Serveis

   

Xarxes i Serveis

Retards(Model d'enllaç, Transmissió de Paquets)

Universitat Pompeu Fabra

Part of the material used for this slides has been obtained from:Computer Networking: A Top Down Approach , 4th edition. Jim Kurose, Keith Ross. Addison-Wesley, July 2007.

Xarxes i Serveis

   

Model d'enllaç

● Veure'm els enllaços com a tuberies per on viatgen els bits.

● La capacitat d'un enllaç és defineix com la màxima velocitat a la que podem ficar els bits dins l'enllaç. 

● Com més ample sigui l'enllaç, més ràpid ficarem els bits.● La velocitat de propagació dependrà de la longitud de l'enllaç i de la 

velocitat a la que viatgin els bits dins aquest enllaç.

● Com més llarg sigui l'enllaç més trigaran els bits des de l'entrada fins a la sortida.

C

d

Xarxes i Serveis

   

Factors que influeixen en el retard

● 1. Temps de procés (depèn del processador que tingui el node): Detecció d'errors. Determinar l'adreça destí.

• 2. Temps d'espera en cua (queueing)

• Temps esperant en un buffer (o cua)

A

B

propagation

transmission

nodalprocessing queueing

Xarxes i Serveis

   

Factors que influeixen en el retard

3. Temps de transmissió: C=capacitat de l'enllaç (bps) L=longitud del paquet (bits) Temps de transmissió = Rtx=L/C4. Temps de propagació: d = longitud de l'enllaç s = velocitat de propagació en el medi (~2x108 m/sec) Temps de propagació = Rprop=d/s

Xarxes i Serveis

   

Retard total en un enllaç

Rnodal=Rproc+Rqueue+Rtrans+Rprop

Xarxes i Serveis

   

Exemple 1 – Diagrama Temporal

time time

Emissor Receptor

Temps de procés

Temps de transmissió

Temps depropagació

S REnllaç

Xarxes i Serveis

   

Exemple 2

t

Arribada Paquet 1 Arribada Paquet 2

Sortida Paquet 1 Sortida Paquet  2

Temps de procés +Temps de Tx Paquet 1

Temps de Tx Paquet 2

Temps de procés+Temps d'esperaPaquet 2

S Relay REnllaç 1 Enllaç 2

Xarxes i Serveis

   

Exemple 2 – Diagrama Temporal

time time

Sender Receiver

time

Relay

Link 1

Link 2

Link 1 and Link 2 have different capacities (bps)

C1 > C2and different 

lengthsd1 < d2

...and the receiverhas a better CPUthan the Relay!!!

Transmission Delay

Processing Delay

Processing Delay

Propagation Delay

Queueing Delay

From *X to *Y, is the total delay to transmit 2 packets!!!

*X 

*Y

Xarxes i Serveis

   

Exemple 3 ­ ACKs● L'emisor (sender) espera un ACK (paquet de confirmació) que li digui que el receptor 

(Receiver) ha rebut correctament el paquet.

time time

Sender Receiver

ACK

Packet

In this case:Same propagation delay. Why?Different transmission delay. Why?

Xarxes i Serveis

   

Exemple 4 ­ Packet Forwarding & ACK notificationA R B

packet

packetack

C1<C2

t

ack receivedpacket receivedat B

Dos enllaços diferents, es pot fer la transmissió en paral∙lel!!!

En aquest exemple,B no envia ACKscap a R.

Xarxes i Serveis

   

Exemple 5 ­ Error notification & RetransmissionA R B

packet

NACK

C1 = C2

nack received

ACKs onlyin link betweenA and R

packet

ackpacket

packet receivedat B

t

The packet is received at B (after the processing time)

At this point, the sender Knows that R has receivedcorrectly the packet(after the processing time)

Xarxes i Serveis

   

Throughput

throughput: bps transmesos amb èxit entre el transmissor i el receptor extrem a extrem.

server, withfile of F bits

to send to client

link capacity

Rs bits/sec

link capacity

Rc bits/secLa tuberia té una

capacitat de

Cs bits/sec)

Aquesta tuberia té una capacitat de

Cc bits/sec)

El servidor enviabits de manera continua a la

tuberia

Quin és el throughput?

Xarxes i Serveis

   

Throughput

Cs < Cc  El throughput és Cs bps.

Cs bits/sec Cc bits/sec

Cs > Cc  I ara?

Cs bits/sec Cc bits/sec

bottleneck link (coll d'ampolla): enllaç entre entre l'origen I el destí que limita el throughput.

Xarxes i Serveis

   

Problema

● Donada la Xarxa: A ­ (Link1)­> R1 ­(Link2)­> R2 ­(Link3)­> B, on R1 i R2 són Routers..

● La longitud de cada enllaç (links) és: Link 1: 20 Km, Link 2: 30 Km, Link 3: 1 Km

● La capacitat de cada enllaç és C1 = 1 Mbps, C2 = 4 Mbps, C3 = 100 Kbps

● La velocitat de propagació és de  2E8 m/s.

● Els paquets tenen una longitud igual a L = Lh + Ld, on

● Lh = 164 bits, Ld = 1240 bits.

● No hi ha ACKs.

● El temps de procés ésd de 0.1 micro­segons.

Calcula el temps total que triga un paquet des de A fins a B.

Xarxes i Serveis

   

Solució● Temps de propagació a cada enllaç:

● Enllaç 1: Rprop1 = 20000 / 2E8 = 1E­4 segons

● Enllaç 2: Rprop2 = 30000 / 2E8 = 1.5E­4 segons

● Enllaç 3: Rprop3 = 1000 / 2E8 = 5E­6 segons

● Temps de transmissió a cada enllaç:

● Enllaç 1: Rtrans1 = (1240+164) / 1 Mbps = 1.4E­3 segons

● Enllaç 2: Rtrans2 = (1240 +164) / 4 Mbps = 3.51E­4 segons

● Enllaç 3: Rtrans3 = (1240 +164) / 100 Kbps = 1.4E­2 segons

● Temps de procés a cada router i node final:

● R1: Rproc1 = 0.1E­6

● R2: Rproc2 = 0.1E­6

● B: Rproc3 = 0.1E­6

● Temps de Transmissió Total:

● Rtotal = (Rtrans1 + Rprop1 + Rproc1) + (Rtrans2 + Rprop2 + Rproc2) + (Rtrans3 + Rprop3 + Rproc3)

Rtotal = 16.05E­3 segons (16.05 ms)

Xarxes i Serveis

   

Prestacions d'una Xarxa

● Es mesuren a través de:

● Pèrdua de paquets (packet losses)

● Retard dels paquets entre l'origen i el destí (delay).

● Qualitat de servei (QoS)

● Garantir que es pedran menys d'un cert % de paquets.

– Per exemple: 1 %.● Garantir que el retard serà inferior que un cert valor

– Per exemple, en VoIP: 100 ms

Xarxes i Serveis

   

Com es produeixen les pèrdues de paquets?

Dos opcions:A) Hi ha hagut errors de bit durant la transmissió i el receptor llença el 

paquet.B) Un paquet arriba a un buffer de transmissió d'un node que està pler, i per 

tant, el node llença el paquet.

A

B

packet being transmitted

packet arriving tofull buffer is lost

buffer (waiting area)