Ποσοτική Μελέτη Ζεύξεων

Ποσοτική Μελέτη Ζεύξεων
Εργαστήριο 3 Παράμετροι & Ποσοτική Μελέτη Ζεύξεων

Βασικές Δικτυακές Παράμετροι (1)
Καθυστέρηση μετ’ επιστροφής (round trip delay) – Ο χρόνος για να πάει μια μονάδα δεδομένων στον προορισμό και να γυρίσει πίσω μια επιβεβαίωση (ACK) Αναλύεται στις εξής συνιστώσες: χρόνος μετάδοσης χρόνος διάδοσης χρόνος επεξεργασίας χρόνος αναμονής στις ουρές

Χρόνος διάδοσης (propagation delay) – Ο χρόνος για να ταξιδέψει το ηλεκτρομαγνητικό ή οπτικό κύμα στο μέσο διάδοσης Είναι περίπου 5ns/m Σχεδόν ίδια τιμή για όλα τα μέσα διάδοσης Το αντίστροφο είναι η ταχύτητα διάδοσης (περίπου 200 km/msec – Tαχύτητα φωτός 300 km/msec )

Χρόνος μετάδοσης (transmission delay) – Ο χρόνος για να αλλάξει η διαμόρφωση του πομπού τόσες φορές ώστε να εισαχθεί η ποσότητα πληροφορίας στο μέσο διάδοσης Δηλαδή σε μία ζεύξη 64kbps για να μεταδοθούν bits χρειάζεται 1 sec Καθυστέρηση επεξεργασίας (processing delay) – Ο χρόνος επεξεργασίας της πληροφορίας σε κάθε δικτυακό κόμβο

Χρόνος αναμονής (queuing delay) – Ο χρόνος που το πακέτο βρίσκεται στους ταμιευτήρες Μεταγωγή κυκλώματος - αμελητέος Μεταγωγή πακέτου  συνθήκες φόρτου του δικτύου Η διακύμανση καθυστέρησης (delay variation ή packet jitter) - Η διαφορά της καθυστέρησης μεταξύ πακέτων που κάνουν την ίδια διαδρομή σε διαφορετικές στιγμές, επομένως κάτω από διαφορετικές συνθήκες δικτύου Δημιουργεί προβλήματα σε κάποιους τύπους πληροφορίας (π.χ. audio, video)

Παροχέτευση (throughput) – Δείχνει πόση κίνηση περνάει από τη μία άκρη στην άλλη, ανά μονάδα χρόνου (bits/sec) Παροχέτευση  Χωρητικότητα Η χωρητικότητα δίνει τη μέγιστη δυνατότητα της γραμμής Η παροχέτευση δίνει την πραγματική ποσότητα πληροφορίας που πέρασε από τη γραμμή κατά τη διάρκεια μιας παρατήρησης

Ρυθμός λαθών (bit error rate = BER) – Είναι ο λόγος του πλήθους των bit που μεταδίδονται λανθασμένα δια του συνόλου των μεταδιδόμενων bits Δηλαδή, μας δίνει την πιθανότητα να φτάσει ένα bit λάθος Η πιθανότητα να ληφθεί σωστά ένα πακέτο p bits είναι (1-BER) p O ρυθμός λαθών πακέτων PER είναι PER=1-(1-BER)p

baud rate vs. bit rate (1) Baud rate : ο μέγιστος ρυθμός αλλαγών σήματος που μπορούν να συμβούν ανά sec, μετριέται σε bauds, αναπαριστά τη δυνατότητα για αλλαγή σήματος/sec. Bit rate : o ρυθμός αποστολής δεδομένων, μετριέται σε bits/sec (bps) Ποια η διαφορά? Σε 1 baud μπορούμε να κωδικοποιήσουμε (ανάλογα με τη διαμόρφωση) περισσότερα του 1 bits, άρα baud rate  bit rate Π.χ. στη διαμόρφωση QPSK έχουμε 4 σύμβολα και καθένα κωδικοποιεί 2 bits, δηλαδή για baud rate = 2000, είναι bit rate = 4000 bits/sec

baud rate vs. bit rate (2) Διαμόρφωση Πλάτους (AM) A•cos( 2π • ft )
Διαμόρφωση Φάσης (PSK) A•cos( 2π • ft + δ ) δ = 0 ή π Άρα κωδικοποιεί 1 bit ανά αλλαγή φάσης

baud rate vs. bit rate (3) 4-PSK Τετραδικό κλείδωμα μεταλλαγής φάσης (Quadrature Phase Shift Keying, QPSK) 2 bits ανά αλλαγή φάσης δ = 45, 135, 225, 315 μοίρες

Απόδοση Χρόνος μετάδοσης ωφέλιμης πληροφορίας προς τον συνολικό χρόνο απασχόλησης της ζεύξης Η απόδοση δίνεται σε ποσοστό % που στην ουσία είναι παροχέτευση/χωρητικότητα * 100 α = D/T (αριθμός καθ’οδόν πακέτων) Όπου D χρόνος διάδοσης (L/v) ενός bit και Τ χρόνος μετάδοσης (F/R) ενός πακέτου Θα μελετήσουμε την απόδοση κάποιων πρωτοκόλλων ζεύξης (STOP-AND-WAIT, GO-BACK-N, SELECTIVE REPEAT)

Ποσοτικές σχέσεις πρωτοκόλλων ζεύξης (1)
Παραδοχές Αγνοούμε επαναμεταδόσεις, χρόνο επεξεργασίας και πιθανότητα λάθους των ACK Θεωρούμε ισομεγέθη πακέτα Μέγεθος παραθύρου <= μέγιστο χρησιμοποιούμενο μέγεθος αύξοντος αριθμού πλαισίων (8 ή 128) Αυτό γιατί λόγω κυκλικής αρίθμησης (modulo 8 ή 128) δεν θα ξέρει ο πομπός εάν η αποδοχή σωστής λήψης μετά από 8 πλαίσια αναφέρεται μόνο στο 1ο από τα 8 ή και στα 8 προηγούμενα

Αριθμός καθ’ οδόν πλαισίων a σε σχέση με την τιμή του παραθύρου W a = D/T, δηλαδή χρόνος διάδοσης προς χρόνος μετάδοσης, όπου D=L/v, δηλαδή μήκος ζεύξης προς ταχύτητα διάδοσης και Τ = F/R, δηλαδή bits πλαισίου προς ρυθμοδότηση

Ο πομπός στέλνει W πλαίσια σε χρόνο T X W δευτερόλεπτα Για να ξεκινήσει το πρώτο ACK από τον Β πρέπει να έχει ληφθεί και του τελευταίου bit οπότε έχει ολοκληρωθεί από τον Α η εκπομπή του πλαισίου a+1 To πρώτο ACK θα έχει ληφθεί και ακαριαία υποστεί επεξεργασία όταν θα ξεκινάει το πλαίσιο 2*(a+1) μετά από χρόνο 2*(a+1) υπό τον όρο ότι δεν εξαντλήθηκε το παράθυρο Αυτό συμβαίνει όταν ισχύει W >= 2*(a+1), αλλοιώς η ζεύξη θα μένει αχρησιμοποίητη για χρόνο 2*(a+1) - W Η απόδοση του GO-BACK-N είναι 1, δηλαδή 100% για W >= 2*(a+1) W/ 2*(a+1) για W< 2*(a+1)

GO-BACK-N Απόδοση = για W 2(α+1) W 2(α+1) για W< 2(α+1) SELECTIVE REPEAT – Το ίδιο, εφόσον έχουμε υποθέσει ότι δεν υπάρχουν επαναμεταδόσεις

Στην πρώτη περίπτωση το πρωτόκολλο εκφυλίζεται σε STOP-AND-WAIT Το παράθυρο των 3 bit (δηλαδή W=7) είναι κατάλληλο για πολλές ξεύξεις, εκτός από τις διηπειρωτικές και τις δορυφορικές όπου χρησιμοποιείται W=127

Έστω μη μηδενική πιθανότητα p σφάλματος, δηλαδή  επαναμεταδόσεις Η απόδοση με λάθη είναι όση ήταν χωρίς λάθη διαιρούμενη δια του μέσου αριθμού αναμεταδόσεων Η πιθανότητα να χρειαστεί μια προσπάθεια είναι ίση με την πιθανότητα να μη συμβεί σφάλμα, δηλαδή 1-p Η πιθανότητα να χρειαστεί δεύτερη μετάδοση είναι p*(1-p), δηλαδή να συμβεί στην πρώτη και να μη συμβεί στη δεύτερη η πιθανότητα να χρειαστούν i αναμεταδόσεις είναι pi-1*(1-p)

W(1-p)/2(a+1) για W<2(a+1)
Ποσοτικές σχέσεις πρωτοκόλλων ζεύξης (7) SELECTIVE REPEAT - Η μέση τιμή μεταδόσεων ανά επιτυχώς αφικνούμενο πακέτο είναι Η απόδοση είναι 1-p για W>=2(a+1) W(1-p)/2(a+1) για W<2(a+1)

GO-BACK-N Η μέση τιμή μεταδόσεων ανά επιτυχώς αφικνούμενο πακέτο είναι όπου k= 2(α+1) για W>2(α+1) και k= W για W<2(α+1) Η απόδοση είναι W>2(α+1) W<2(α+1)

Με W=1 έχουμε την περίπτωση του STOP-AND-WAIT

Ποσοτική Μελέτη Ζεύξεων

Παρόμοιες παρουσιάσεις

Παρουσίαση με θέμα: "Ποσοτική Μελέτη Ζεύξεων"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

Παρόμοιες παρουσιάσεις

Σχετικά με το έργο

Σχόλια

Είσοδος

Σύνδεση μέσω των κοινωνικών δικτύων:

Ποσοτική Μελέτη Ζεύξεων

Παρόμοιες παρουσιάσεις

Παρουσίαση με θέμα: "Ποσοτική Μελέτη Ζεύξεων"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

Παρόμοιες παρουσιάσεις

Σχετικά με το έργο

Σχόλια