Маршрутизация в сетях с коммутацией пакетов. Исследование процессов формирования задержек при пересылке по сети

Цель работы: Оценить влияние размера пакета пересылаемого файла на общее время пересылки файла по сети с коммутацией пакетов.

Краткая теоретическая справка. Любая сеть может быть представлена как совокупность узлов (оконечных и транзитных) и каналов. При рассмотрении IP-сети (сетевой уровень) в качестве узлов обычно выступают маршрутизаторы. На каждом маршрутизаторе происходит обработка IP-пакета (датаграммы), заключающаяся в анализе IP-заголовка: проверке контрольной суммы заголовка, обработке поля TTL, анализе IP-адреса и т.д. Поле данных не обрабатывается, эта функция возложена на протоколы транспортного уровня. Основной особенностью сети с коммутацией пакетов в датаграммном режиме является то, что каждый пакет обрабатывается отдельно.

Соответственно, для расчета времени пребывания пакета в сети можно воспользоваться соотношением:

,

где i – количество узлов в сети, j – количество каналов, - время пребывания пакета в i -том узле, - время пересылки по j -тому каналу.

Маршрутизатор можно представить как буфер и обслуживающий прибор, в котором производится анализ IP-заголовка (рис. 2.1.). Пакеты, поступающие на узел, сначала задерживаются в буфере на время T_буф = N×T_обр, а затем поступают непосредственно на обработку. Таким образом, время нахождения пакета в узле можно представить как:

T_у = T_буф+ T_обр = T_обр (N + 1),

где N – длина очереди в буфере, T_обр – время обработки пакета в узле.

При прохождении по сети пакет на разных узлах задерживается на разное время в зависимости от размера очереди и быстродействия мар­шрутизатора.

При формировании пакета большую роль играет процесс инкапсуля­ции. К каждому пакету на каждом уровне дописывается служебная информация (протокольные заголовки), увеличивающая размер пакета.

Рис. 2.2. Пример формирования IP-пакета

Соотношение служебной и пользовательской информации в одном пакете называется протокольной избыточностью и может привести к нерациональному использованию пропускной способности сети.