[科普中国]-排队延迟

定义

排队延迟是指分组在所排队列中等待被发送到出链路的时间；某个特定分组的排队延迟取决于等待通过同一个出链路转发出去的分组的数目。分组的排队延迟取决于相应队列的分组到达强度和分布特性。排队延迟是分组交换网中的主要延迟，它指的是PDU（协议数据单元） 在传输路径上每交换一次所引起的缓冲延迟的集合。若分组交换临时过载， 每一个 PDU 的目的输出端口上可能有许多分组排队。队列中位于 PDU 前的每一个分组都会产生一个等于传送延迟的附加延迟。在先进先出( FIFO) 队列机制的交换中，新到达的分组的排队延迟等于已在该输出端口上排队的所有分组传送延迟的总和。所以排队延迟既与队列前面的分组数量有关，也与输出端口的传送速度有关。作为主要延迟的排队延迟受当前网络负载影响， 它也是分组交换网中延迟变化的主要因素。由 Internet 主干网上每个路由器都有大 量的数据包排队，排队延迟也成为Internet上的主要延迟。如若经过 10个路由器，每个路由器平均有10个IP数据包排队，在这条路径上的排队延迟能够达到上百毫秒1。

其他时延发送时延（传输时延）：是主机或路由器发送数据帧所需要的时间，也就是从发送数据帧的第一个比特算起，到该帧的最后一个比特发送完毕所需的时间，发送时延 = 数据帧长度(b) / 信道带宽(b/s)。

传播时延：是电磁波在信道中传播一定的距离需要花费的时间，传播时延 = 信道长度(m) / 电磁波在信道上的传播速率(m/s)。

发送时延（传输时延）发生在机器的内部的发送器中，而传播时延则发生在机器外部的传输信道媒体上。

处理时延：主机或路由器在收到分组时要花费一定的时间进行处理，例如分析分组的首部、从分组中提取数据部分、进行差错或查找适当的路由等等。

打包延迟是实时流应用独有的延迟。实时流应用是指对基于时间的信息（比如视频、音频和动画等）进行实时传送的应用。实时信息流是有时间性的，按时间顺序有规律地产生，要等待信息流达到一定的数量以满足协议数据单元( PDU) 有效负载才打包成PDU，这段等待时间称作打包延迟。对于低速编码器来说，延迟比较大。

网络延迟是指用户发出请求到远端系统对该请求作出响应传回给用户的这一段时间。对基于TCP/IP 协议的 Internet 来说，对每一请求都要作如下处理：路由处理、ADU（用户数据单元）在网络上传输以及服务器对请求进行处理，这些过程都会引起延迟。

路由延迟，它包括域名请求延迟、TCP连接建立延迟、TCP 连接释放延迟和IP在各个网关上的寻径延迟。

分组交换网分组交换是一种存储转发的交换方式，它将用户的报文划分成一定长度的分组，以分组为存储转发，因此，它比电路交换的利用率高，比报文交换的时延要小，而具有实时通信的能力。分组交换利用统计时分复用原理，将一条数据链路复用成多个逻辑信道，最终构成一条主叫、被叫用户之间的信息传送通路，称之为虚电路(V.C)实现数据的分组传送。分组交换是为适应计算机通信而发展起来的一种先进通信手段，它以CCITTX.25建议为基础，可以满足不同速率、不同型号终端与终端、终端与计算机、计算机与计算机间以及局域网间的通信，实现数据库资源共享。分组交换网是数据通信的基础网，利用其网络平台可以开发各种增值业务，如：电子信箱、电子数据交换、可视图文、传真存储转发、数据库检索。分组交换网的突出优点是可以在一条电路上同时开放多条虚电路，为多个用户同时使用，网络具有动态路由功能和先进的误码纠错功能，网络性能最佳。中国公用分组交换数据网是中国电信经营的全国性分组交换数据网，网络已直接覆盖到全部地市和绝大部分县城，通过电话网可以覆盖到电话网通达的所有城市，用户可就近以专线或电话拨号方式入网，使用分组交换业务。