複数のリンクを持つ2つのホスト間のパスのスループットを決定する方法


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検索中に同様の質問を見たので、この質問をするのに最も適切な場所だと思いました。

複数のリンクが与えられた場合のデータ転送パスのスループットの計算方法がわかりません。2つのホスト間に次の接続があると考えてください。

A <----- L1 -----> * <----- L2 -----> * <----- L3 -----> B

問題は、3つのリンクのそれぞれがKbps単位の所定の転送速度によって特徴付けられることを示しています。問題の説明では、特定のパスのスループットの計算を求め、このスループットの計算を考慮して、任意の長さのファイルを転送するのに必要な時間も決定します。

L1 = 100Kpbs、L2 = 200Kbps、L3 = 300Kbpsがあるとします

最初にこの問題に取り組んだのは、ホストAからBに1ビットを転送するのにかかった合計時間で、これは各リンクの転送速度の逆数の合計になります。

  • time_taken = #bits_to_transfer *(1 / L1 + 1 / L2 + 1 / L3)

しかし、上記のこの場合、これは同等の転送速度が54.5Kbpsになります!少なくとも 100Kpbsのデータ転送速度があるため、この結論は明らかに間違っています。少し前に戻って、リンク全体がタイプの単一の連続リンクと見なされる場合、これが実際に正しい答えであることに気付きました。

A <----- L_equivalent -----> B

しかし、物理空間には実際に3つの異なるリンクパスがあるため、それは私たちが持っているものではありません。そのため、複数のビットが異なるリンクを介して同時に送信される可能性があることを予期する必要があります。AからBに任意の時点で1ビットを転送し、前者が到着した後にのみ次のビットを送信する場合、上記のソリューションは正しいでしょう。


tl; dr

実際には、最初にAからL1を介してビットを送信し、次にL1が同じビットをL2に送信するときに、別のビットをL1に転送し、それに応じて続行することはありません。それでは、AとBの間のこのパスのスループットは、最も遅いリンクの転送速度である100Kbpsだけであるという正しい結論ですか?

回答:


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あなたが結論することは理にかなっています。パスのどこかにボトルネックL1 = 100Kpbsがあります- あなたの例では。そのため、最大スループットはこの最低値を超えることはありません。

実際の例は、ポートスピード100Mb / sでアクセスレベルスイッチに接続された企業ワークステーションです。このスイッチは、1Gb / sの速度で分配レベルスイッチに接続されます。ディストリビューションスイッチは、10Gb / s対応接続でコアスイッチに接続されます。

ここでワークステーションを見ると、回線のどこかに10Gb / s対応の接続があるにもかかわらず、接続速度は100Mb / sのままです。


直観的には、特定のパスの低速リンクが確かにデータの流れを妨げることは理にかなっていますが、転送速度が最も遅いリンクに等しいとどのように正確に言えますか?あなたの例から、100Mb / sワークステーションははるかに高速なリンクのセットに接続されているため、ワークステーションから高速スイッチへの転送速度は実際には100Mb / sだけですが、それらの転送速度も考慮すべきではありません(高速)スイッチ?つまり、2つのホスト間の合計転送速度は100Mb / sではなく、各スイッチ/リンクの効果の合計ですよね?
sherrellbc

上記の例から、L1を介した転送速度は100Kb / sですが、ユーザーが観測する2つのホスト間の有効な転送速度を数学的にどのように決定できますか?つまり、低速リンクL1とL2およびL3の複合効果です。
sherrellbc

可能であれば、複合効果はありません!簡単に言えば、より大きなリンクからのパケットがボトルネックに到達し、バッファが一杯になり、送信者はバックオフするように指示されます。これ読んで詳細を確認してください。HTH
男の名前はベン

@sherrellbc、私はこれの数学的な証明を持っていないし、それを生成しようとしませんでした。私が書いたのはむしろ常識です。これは、2つの駅間で乗客Tを移動できる列車1000と、乗客Bだけを移動できるバスのようなもの50です。したがってstart -> T -> B -> finish、ボトルネックがバスであり、950乗客が50電車から最初の乗客を乗せた後、バスが戻ってくるのを待たなければならないことは明らかです。
VL-80

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リンクが使用されていないシナリオでは、最大で最小の容量でリンクのスループットが得られます。したがって、L1、つまり100Kbpsです。これが、100Mbpsのケーブルインターネットリンクを使用している場合、あなたと目的地の間のリンクが混雑している、または小さいために、はるかに少ないことが多い理由です。

また、スループットと速度(または遅延)を混同するようです。スループットは、特定の間隔(kbps)でのパケット数と速度の関係であり、パケットが特定の宛先に到達する速さを示します。衛星リンクのスループットは非常に優れていますが、距離が関係するため、ひどい遅延が発生します。

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