Network Total Delay (이론적인 delay)

무선 환경에서 한 디바이스에서 다른 디바이스로 데이터를 전송할 때 걸리는 총 시간을 함수로 나타내보자.

 

일반적으로 4개의 delay 합이 곧 Nodal delay이다.

Nodal Delay = Propagation Delay + Transmission Delay + Queuing Delay + Processing Delay

 

 

 

1. Propagation Delay (전파 지연)

: 신호가 송신지에서 수신지로 이동하는 데 걸리는 시간

(옛날 거/속|시 생각해보면, 시간 = 거리/속력이다)

 

Propagation Delay = d / v

 

d: 송신지와 수신지 사이의 물리적 거리 [m]

v: 신호가 매체를 통해 이동하는 속도 (무선에선 빛의 속도, 3 * 10^8) [m/s]

 

2. Transmission Delay (전송 지연)

: 데이터 패킷을 송신 장치에서 시작하여 네트워크를 통해 전송하는 데 걸리는 시간

 

Transmission Delay = L / R

 

L: 전송할 데이터의 크기 [bits]

R: 해당 링크의 데이터 전송 속도 = 대역폭 [bps (bits/sec)]

 

3. Queuing Delay (큐잉 지연)

: 데이터가 네트워크 장치의 큐에서 대기하는 데 걸리는 시간 (네트워크의 혼잡도와 패킷 처리 속도에 따라 달라짐)

: 큐의 데이터 처리 속도는 전송 속도에 따라 달라지고 + 대기열 모델에 따라 달라진다

 

Queuing Delay = 1 / (μ-λ)

 

μ: 해당 device에서 처리할 수 있는 초당 패킷 수

λ: 패킷이 device에 도착하는 평균 속도

 

4. Processing Delay (처리 지연)

: device가 패킷을 처리하고, 목적지 주소를 조회하고, 라우팅 결정을 내리는 데 걸리는 시간

 

정해진 공식이 없길래 이것저것 찾아보았더니,,

 

https://www.geeksforgeeks.org/delays-in-computer-network/

 

아직까지 확실한 formula가 없으니, delay를 알아내는 모델들에 대해서도 논문이 계속 나오고 있나보다.

그럼에도 간단하게 이론적으로 최대한 표현하자면,,

 

Processing Delay = I / C

 

I: device가 처리해야 할 작업량

C: 프로세서의 속도

 

 

따라서 Nodal Delay = d/v + L/R + 1/(μ-λ) + I/C로 나타낼 수 있다..

하지만 정말 ideal한 상황에서의 총 시간이니깐, 하나하나 더 구체적으로 봐야 한다.