排隊延遲分組交換網(wǎng)

分組交換是一種存儲轉(zhuǎn)發(fā)的交換方式，它將用戶的報文劃分成一定長度的分組，以分組為存儲轉(zhuǎn)發(fā)，因此，它比電路交換的利用率高，比報文交換的時延要小，而具有實時通信的能力。分組交換利用統(tǒng)計時分復(fù)用原理，將一條數(shù)據(jù)鏈路復(fù)用成多個邏輯信道，最終構(gòu)成一條主叫、被叫用戶之間的信息傳送通路，稱之為虛電路(V.C)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分組傳送。分組交換是為適應(yīng)計算機(jī)通信而發(fā)展起來的一種先進(jìn)通信手段，它以CCITTX.25建議為基礎(chǔ)，可以滿足不同速率、不同型號終端與終端、終端與計算機(jī)、計算機(jī)與計算機(jī)間以及局域網(wǎng)間的通信，實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫資源共享。分組交換網(wǎng)是數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)網(wǎng)，利用其網(wǎng)絡(luò)平臺可以開發(fā)各種增值業(yè)務(wù)，如：電子信箱、電子數(shù)據(jù)交換、可視圖文、傳真存儲轉(zhuǎn)發(fā)、數(shù)據(jù)庫檢索。分組交換網(wǎng)的突出優(yōu)點是可以在一條電路上同時開放多條虛電路，為多個用戶同時使用，網(wǎng)絡(luò)具有動態(tài)路由功能和先進(jìn)的誤碼糾錯功能，網(wǎng)絡(luò)性能最佳。中國公用分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)是中國電信經(jīng)營的全國性分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)已直接覆蓋到全部地市和絕大部分縣城，通過電話網(wǎng)可以覆蓋到電話網(wǎng)通達(dá)的所有城市，用戶可就近以專線或電話撥號方式入網(wǎng)，使用分組交換業(yè)務(wù)。

發(fā)送時延（傳輸時延）：是主機(jī)或路由器發(fā)送數(shù)據(jù)幀所需要的時間，也就是從發(fā)送數(shù)據(jù)幀的第一個比特算起，到該幀的最后一個比特發(fā)送完畢所需的時間，發(fā)送時延 = 數(shù)據(jù)幀長度(b) / 信道帶寬(b/s)。

傳播時延：是電磁波在信道中傳播一定的距離需要花費的時間，傳播時延 = 信道長度(m) / 電磁波在信道上的傳播速率(m/s)。

發(fā)送時延（傳輸時延）發(fā)生在機(jī)器的內(nèi)部的發(fā)送器中，而傳播時延則發(fā)生在機(jī)器外部的傳輸信道媒體上。

處理時延：主機(jī)或路由器在收到分組時要花費一定的時間進(jìn)行處理，例如分析分組的首部、從分組中提取數(shù)據(jù)部分、進(jìn)行差錯或查找適當(dāng)?shù)穆酚傻鹊取?

打包延遲是實時流應(yīng)用獨有的延遲。實時流應(yīng)用是指對基于時間的信息（比如視頻、音頻和動畫等）進(jìn)行實時傳送的應(yīng)用。實時信息流是有時間性的，按時間順序有規(guī)律地產(chǎn)生，要等待信息流達(dá)到一定的數(shù)量以滿足協(xié)議數(shù)據(jù)單元( PDU) 有效負(fù)載才打包成PDU，這段等待時間稱作打包延遲。對于低速編碼器來說，延遲比較大。

網(wǎng)絡(luò)延遲是指用戶發(fā)出請求到遠(yuǎn)端系統(tǒng)對該請求作出響應(yīng)傳回給用戶的這一段時間。對基于TCP/IP 協(xié)議的 Internet 來說，對每一請求都要作如下處理：路由處理、ADU（用戶數(shù)據(jù)單元）在網(wǎng)絡(luò)上傳輸以及服務(wù)器對請求進(jìn)行處理，這些過程都會引起延遲。

路由延遲，它包括域名請求延遲、TCP連接建立延遲、TCP 連接釋放延遲和IP在各個網(wǎng)關(guān)上的尋徑延遲。

排隊延遲是指分組在所排隊列中等待被發(fā)送到出鏈路的時間；某個特定分組的排隊延遲取決于等待通過同一個出鏈路轉(zhuǎn)發(fā)出去的分組的數(shù)目。分組的排隊延遲取決于相應(yīng)隊列的分組到達(dá)強(qiáng)度和分布特性。排隊延遲是分組交換網(wǎng)中的主要延遲，它指的是PDU（協(xié)議數(shù)據(jù)單元） 在傳輸路徑上每交換一次所引起的緩沖延遲的集合。若分組交換臨時過載， 每一個 PDU 的目的輸出端口上可能有許多分組排隊。隊列中位于 PDU 前的每一個分組都會產(chǎn)生一個等于傳送延遲的附加延遲。在先進(jìn)先出( FIFO) 隊列機(jī)制的交換中，新到達(dá)的分組的排隊延遲等于已在該輸出端口上排隊的所有分組傳送延遲的總和。所以排隊延遲既與隊列前面的分組數(shù)量有關(guān)，也與輸出端口的傳送速度有關(guān)。作為主要延遲的排隊延遲受當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)負(fù)載影響， 它也是分組交換網(wǎng)中延遲變化的主要因素。由 Internet 主干網(wǎng)上每個路由器都有大 量的數(shù)據(jù)包排隊，排隊延遲也成為Internet上的主要延遲。如若經(jīng)過 10個路由器，每個路由器平均有10個IP數(shù)據(jù)包排隊，在這條路徑上的排隊延遲能夠達(dá)到上百毫秒 。

排隊系統(tǒng)損失制

指顧客到達(dá)時若所有服務(wù)實施均被占用，則顧客自動離去。

排隊系統(tǒng)等待制

指顧客到達(dá)時若所有服務(wù)實施均被占用，則留下來等待，直至被服務(wù)完離去。

等待的服務(wù)規(guī)則又可分為：（1）先到先服務(wù)（FCFS）

（2）后到先服務(wù)（LCFS）

排隊系統(tǒng)混合制

分為：（1）系統(tǒng)容量有限制

（2）等待時間有限制

指分組從源通過網(wǎng)絡(luò)到達(dá)目的所花時間。很多因素影響到延遲，包括中間的網(wǎng)絡(luò)鏈接的帶寬、經(jīng)過的每個路由器的端口隊列、所有中間網(wǎng)絡(luò)鏈接的擁塞程度以及物理距離。因為延遲是多個重要變量的混合體，它是個比較常用且有效的度量標(biāo)準(zhǔn)。