Performance: loss, delay, throughput

De Departamento de Informatica
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Desempeño: Pérdidas, Retrasos y Throughput

Contenido

Introdución

Si bien la física y la tecnología nos proporciona problemas a la hora de trabajar con intercambio de información a través de la red, como son el retraso, la pérdida de información y al mismo tiempo nos limita por medio de lo que llamamos "throughput" (tasa de transferencia), es increíble la cantidad de métodos que se han creado para lidiar con dichas eventualidades, principalmente creadas por algunos protocolos

Analizaremos a continuación la información de estas tres eventualidades de la red


Loss

La razón principal de que la pérdida de paquetes es que al llegar a su destino se encuentren con el buffer del router lleno, resultando en que los paquetes sean desechados. Visto de otra manera, los paquetes se pierden debido al retraso que sucede cuando la capacidad del enlace de salida es menor a la cantidad de paquetes entrantes por la velocidad de envío.

Perdida de Paquetes: Los buffer, o las filas de entrada, tienen capacidad finita, por lo que si un paquete llega a un buffer lleno, este paquete es “desechado” por el buffer de llegada. Aquí es cuando se considera que el paquete se perdió. Estos paquetes perdidos pueden ser reenviados por el nodo anterior, el sistema inicial o simplemente nunca se vuelven a enviar.


Data loss 1.jpg

Delays

Se define como retraso a una tardanza anormal en el paso de información de la fuente al receptor, existen 4 motivos por los cuales se genera un retraso en el envío de un paquete

  • Retraso de Procesamiento en nodos: El tiempo en que se demora en revisar si hay errores en los bits del paquete y la dirección a la que este se dirige.
  • Retraso de cola: Tiempo en que el paquete esta en la fila esperando a ser enviado. Depende de cuan congestionado se encuentre el router.
  • El retraso de transmisión: Depende del ancho de banda del enlace(R) y el largo del paquete(L), este puede calcularse: \frac{R}{L}
  • Retraso de propagación: El retraso debido a la transmisión de los datos en el medio, dependiente de el largo físico del enlace(d) y la velocidad de propagación por el medio(s), y se calcula: \frac{d}{s}

La suma total de todos los demás retrasos existentes se denomina Retraso nodal.

Retrasos reales en las comunicaciones por internet: Existen aplicaciones trazadoras de ruta que entregan la cantidad de retraso de conexión hacia la dirección final entre routers. Aprovechando esta característica un software puede también calcular caminos óptimos que envían paquetes pequeños hacia todos los caminos posibles, recibiendo respuestas desde éstos para encontrar el camino que tarde menos.

Throughput

Se define como Throughput a la tasa a la que pueden ser transferidos los bits por unidad de tiempo entre la fuente y el receptor, es decir, se trata de la velocidad del flujo de datos. Puede ser definida de dos formas:

  • Instantánea : Tasa de transferencia de datos por unidad de tiempo en un instante determinado
  • Promedio: Tasa de transferencia de datos por unidad de tiempo promedio en un rango de tiempo

Llamaremos Rc a la tasa a la que pueden ser transferidos los datos hacia el receptor y Rs a la tasa la que pueden ser transferidos estos datos desde el emisor. Normalmente una de ellas actúa como cuello de botella, siendo la que limita toda la transferencia, este caso se vuelve incluso peor cuando hay más de un link entre el emisor y receptor, donde el cuello de botella es la menor tasa de transferencia entre los enroutadores (incluyendo cliente y servidor) que haya en el camino recorrido

Throughtput.jpg

Bibliografía

Computer Networking A Top Down Approach 5th Edition (James F Kurose - Keith W. Ross)

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