Задержка в сети от начала до конца (OWD) и методы её измерения
End-to-end delay
Задержка в одну сторону (OWD) в IP-сетях: время передачи пакета от отправителя к получателю. Отличие от RTT, важность мониторинга сети и точности измерений.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Время, необходимое для прохождения пакета по сети от источника до места назначения. Задержка от конца до конца или односторонняя задержка (OWD) – это время, которое требуется пакету для передачи по сети от источника к получателю. Это распространенный термин в мониторинге IP-сетей, и он отличается от времени кругового обхода (RTT) тем, что измеряется только путь в одном направлении – от источника к получателю.
Time taken for a packet to travel across a network from source to destination
End to end delay or one way delay (OWD) refers to the time taken for a packet to be transmitted across a network from source to destination. It is a common term in IP network monitoring, and differs from round trip time (RTT) in that only path in the one direction from source to destination is measured.
Измерение
Утилита ping измеряет RTT, то есть время прохождения сигнала туда и обратно до хоста. Половина RTT часто используется как приближенное значение OWD, но это предполагает, что прямые и обратные пути одинаковы по степени загруженности, количеству переходов и качеству обслуживания (QoS). Это не всегда верно. Чтобы избежать подобных проблем, OWD можно измерять напрямую.
The ping utility measures the RTT, that is, the time to go and come back to a host. Half the RTT is often used as an approximation of OWD but this assumes that the forward and back paths are the same in terms of congestion, number of hops, or quality of service (QoS). This is not always a good assumption. To avoid such problems, the OWD may be measured directly.
Прямые
OWD могут измеряться между двумя точками A и B IP-сети с использованием синхронизированных часов: точка A проставляет временную метку на пакете и отправляет его точке B, которая фиксирует время получения и вычисляет OWD как разницу между этими значениями. Передаваемые пакеты должны идентифицироваться в источнике и пункте назначения, чтобы избежать потери или изменения порядка следования пакетов. Однако этот метод имеет ряд ограничений, таких как необходимость тесного взаимодействия между обеими сторонами, а также зависимость точности измерения задержки от точности синхронизации. Протокол минимальных пар – пример того, как несколько взаимодействующих сущностей, A, B и C, могут измерять OWD между одной из них и четвертой, менее взаимодействующей (например, между B и X).
OWDs may be measured between two points A and B of an IP network through the use of synchronized clocks; A records a timestamp on the packet and sends it to B, which notes the receiving time and calculates the OWD as their difference. The transmitted packets need to be identified at source and destination in order to avoid packet loss or packet reordering. However, this method suffers several limitations, such as requiring intensive cooperation between both parties, and the accuracy of the measured delay is subject to the synchronization precision. The Minimum Pairs Protocol is an example by which several cooperating entities, A, B, and C, could measure OWDs between one of them and a fourth less cooperative one (e. g., between B and X).
Оценка
Передача между двумя сетевыми узлами может быть асимметричной, и прямая и обратная задержки не равны. Половина значения RTT является средним арифметическим прямой и обратной задержек и поэтому может иногда использоваться как приближение к сквозной задержке. Точность такой оценки зависит от характера распределения задержек в обоих направлениях. По мере того, как задержки в обоих направлениях становятся более симметричными, точность возрастает. Функция массы вероятности (PMF) абсолютной ошибки, E, между наименьшей из прямой и обратной задержек в одну сторону (OWD) и их средним (то есть RTT/2) может быть выражена как функция распределения задержки в сети следующим образом:
Transmission between two network nodes may be asymmetric, and the forward and reverse delays are not equal. Half the RTT value is the average of the forward and reverse delays and so may be sometimes used as an approximation to the end to end delay. The accuracy of such an estimate depends on the nature of delay distribution in both directions. As delays in both directions become more symmetric, the accuracy increases. The probability mass function (PMF) of absolute error, E, between the smaller of the forward and reverse OWDs and their average (i. e., RTT/2) can be expressed as a function of the network delay distribution as follows:
где a и b – прямые и обратные пути, а fy(z) – PMF задержки пути z (то есть 1 = fy(z) = Pr{задержка на пути z = y}).
where a and b are the forward and reverse edges, and fy(z) is the PMF of delay of edge z (that is, 1=fy(z) = Pr{delay on edge z = y}).
Компоненты задержки
Задержка в сетях от конца до конца складывается из нескольких составляющих, включая задержку передачи, задержку распространения, задержку обработки и задержку в очереди.
End to end delay in networks comes from several sources including transmission delay, propagation delay, processing delay and queuing delay.