Продукт задержки полосы пропускания - Bandwidth-delay product

В передача данных, то продукт задержки полосы пропускания это товар из канал передачи данных вместимость (в бит в секунду ) и это время задержки туда и обратно (в секундах).^[1] В результате количество данных, измеренное в битах (или байты ), эквивалентно максимальному количеству данных в сетевой схеме в любой момент времени, то есть данных, которые были переданы, но еще не подтверждены. Продукт задержки полосы пропускания был первоначально предложен^[2] как практическое правило для определения размера буферов маршрутизатора в сочетании с алгоритмом предотвращения перегрузки Случайное раннее обнаружение (КРАСНЫЙ).

Сеть с большим продуктом задержки полосы пропускания обычно известна как длинная толстая сеть (сокращено до LFN). Как определено в RFC 1072, сеть считается LFN, если произведение ее пропускной способности на задержку значительно больше 10⁵ бит (12500 байт).

Сверхвысокая скорость локальные сети (LAN) могут попадать в эту категорию, где настройка протокола критична для достижения пиковой пропускной способности из-за их чрезвычайно высокой пропускной способности, даже если их задержка невелика. В то время как соединение с 1 Гбит / с и временем приема-передачи менее 100 мкс не является LFN, соединение со скоростью 100 Гбит / с должно оставаться ниже RTT 1 мкс, чтобы не считаться LFN.

Важным примером системы, в которой произведение задержки полосы пропускания велико, является геостационарный спутник соединения, где время непрерывной доставки очень велико, а пропускная способность канала также может быть высокой. Высокое время сквозной доставки затрудняет жизнь протоколам и приложениям с остановкой и ожиданием, которые предполагают быстрое сквозное реагирование.

Продукт с высокой пропускной способностью и задержкой является важным проблемным случаем при разработке таких протоколов, как Протокол управления передачей (TCP) в отношении Настройка TCP, потому что протокол может достичь оптимальной пропускной способности только в том случае, если отправитель отправляет достаточно большое количество данных, прежде чем потребуется остановиться и дождаться получения подтверждающего сообщения от получателя, подтверждающего успешное получение этих данных. Если объем отправленных данных недостаточен по сравнению с продуктом задержки полосы пропускания, значит, канал не остается занятым, и протокол работает ниже максимальной эффективности канала. Протоколы, которые надеются на успех в этом отношении, требуют тщательно разработанных алгоритмов самоконтроля и самонастройки.^[3] В Параметр масштаба окна TCP может использоваться для решения этой проблемы, вызванной недостаточным размером окна, который ограничен 65 535 байтами без масштабирования.

Примеры

Средняя скорость спутниковой сети: 512 кбит / с, 900 мс время в оба конца (RTT)

{displaystyle {egin {align} B imes D & = 512 imes 10 ^ {3} {ext {bit / s}} cdot 900 imes 10 ^ {- 3} {ext {s}} & = 460 800 {ext {bit} } = 460,8 {ext {kbit}} = 57,6 {ext {kB}} конец {выровнено}}}

Жилой DSL: 2 Мбит / с, 50 мс RTT ${displaystyle {egin {align} B imes D & = 2 imes 10 ^ {6} {ext {bit / s}} cdot 50 imes 10 ^ {- 3} {ext {s}} & = 100 imes 10 ^ {3 } {ext {bit}} = 100 {ext {kbit}} = 12,5 {ext {kB}} конец {выровнено}}}$
Мобильного широкополосного доступа (HSDPA ): 6 Мбит / с, RTT 100 мс ${displaystyle {egin {align} B imes D & = 6 imes 10 ^ {6} {ext {bit / s}} cdot 100 imes 10 ^ {- 3} {ext {s}} & = 600 imes 10 ^ {3 } {ext {bit}} = 600 {ext {kbit}} = 75 {ext {kB}} конец {выровнено}}}$
Жилой ADSL2 +: 20 Мбит / с (от DSLAM к жилому модему), RTT 50 мс ${displaystyle {egin {align} B imes D & = 2 imes 10 ^ {7} {ext {bit / s}} cdot 50 imes 10 ^ {- 3} {ext {s}} & = 10 ^ {6} { ext {bit}} = 1 {ext {Mbit}} = 125 {ext {kB}} конец {выровнено}}}$
Жилой Кабельный интернет (DOCSIS ): 200 Мбит / с, 20 мс RTT ${displaystyle {egin {align} B imes D & = 2 imes 10 ^ {8} {ext {bit / s}} cdot 20 imes 10 ^ {- 3} {ext {s}} & = 4 imes 10 ^ {6 } {ext {bit}} = 4 {ext {Mbit}} = 500 {ext {kB}} конец {выровнено}}}$
Высокоскоростная наземная сеть: 1 Гбит / с, RTT 1 мс ${displaystyle {egin {align} B imes D & = 10 ^ {9} {ext {bit / s}} imes 10 ^ {- 3} {ext {s}} & = 10 ^ {6} {ext {bit} } = 1 {ext {Mbit}} = 125 {ext {kB}} конец {выровнено}}}$
Сверхскоростная локальная сеть: 100 Гбит / с, RTT 30 мкс ${displaystyle {egin {align} B imes D & = 100 imes 10 ^ {9} {ext {bit / s}} cdot 30 imes 10 ^ {- 6} {ext {s}} & = 3 imes 10 ^ {6 } {ext {bit}} = 3 {ext {Mbit}} = 375 {ext {kB}} конец {выровнено}}}$
Международная научно-образовательная сеть: 100 Гбит / с, 200 мс RTT ${displaystyle {egin {align} B imes D & = 10 ^ {11} {ext {bit / s}} cdot 0.2 {ext {s}} & = 2 imes 10 ^ {10} {ext {bit}} = 20 {ext {Gbit}} = 2,5 {ext {GB}} конец {выровнено}}}$