Εισαγωγή στην Καθυστέρηση στα Δίκτυα Υπολογιστών

Ο όρος λανθάνουσα περίοδος αναφέρεται σε οποιοδήποτε από τα διάφορα είδη καθυστερήσεων που συνήθως προκύπτουν κατά την επεξεργασία δεδομένων δικτύου. Μια σύνδεση δικτύου με χαμηλή λανθάνουσα κατάσταση είναι αυτή που αντιμετωπίζει μικρούς χρόνους καθυστέρησης, ενώ μια σύνδεση υψηλής καθυστέρησης πάσχει από μεγάλες καθυστερήσεις.

Εκτός από τις καθυστερήσεις διάδοσης, η καθυστέρηση μπορεί επίσης να περιλαμβάνει καθυστερήσεις μετάδοσης (ιδιότητες του φυσικού μέσου) και καθυστερήσεις επεξεργασίας (όπως η μετάβαση μέσω διακομιστών μεσολάβησης ή η δημιουργία δικτύου λυκίσκου στο διαδίκτυο).

Αν και η αντίληψη της ταχύτητας και της απόδοσης του δικτύου είναι συνήθως κατανοητό μόνο ως εύρος ζώνης , η καθυστέρηση είναι το άλλο βασικό στοιχείο. Ωστόσο, δεδομένου ότι ο μέσος άνθρωπος είναι περισσότερο εξοικειωμένος με την έννοια του εύρους ζώνης, επειδή είναι αυτός που διαφημίζονται από τους κατασκευαστές εξοπλισμού δικτύου, η λανθάνουσα κατάσταση επηρεάζει εξίσου την εμπειρία του τελικού χρήστη.

Καθυστέρηση έναντι απόδοσης

Αν και το θεωρητικό εύρος ζώνης κορυφής μιας σύνδεσης δικτύου καθορίζεται σύμφωνα με την χρησιμοποιούμενη τεχνολογία, η πραγματική ποσότητα δεδομένων που ρέει πάνω από αυτήν (αποκαλούμενη απόδοση ) ποικίλλει με την πάροδο του χρόνου και επηρεάζεται από υψηλότερες και χαμηλότερες λανθάνουσες περιόδους.

Η υπερβολική λανθάνουσα κατάσταση δημιουργεί σημεία συμφόρησης που εμποδίζουν τα δεδομένα να γεμίζουν τον αγωγό δικτύου, μειώνοντας έτσι τη διακίνηση και περιορίζοντας το μέγιστο εύρος ζώνης μιας σύνδεσης.

Ο αντίκτυπος της καθυστέρησης στη διακίνηση του δικτύου μπορεί να είναι προσωρινός (διαρκεί μερικά δευτερόλεπτα) ή επίμονος (σταθερός) ανάλογα με την πηγή των καθυστερήσεων.

Η καθυστέρηση των υπηρεσιών Internet, του λογισμικού και των συσκευών

Στις συνδέσεις DSL ή καλωδιακού διαδικτύου, οι λανθάνουσες περιόδους μνήμης μικρότερες από 100 χιλιοστά του δευτερολέπτου (ms) είναι τυπικές και συχνά είναι δυνατές λιγότερο από 25 ms. Με δορυφορικές συνδέσεις στο διαδίκτυο , από την άλλη πλευρά, οι τυπικές λανθάνουσες περιόδους μπορούν να είναι 500 ms ή υψηλότερες.

Μια υπηρεσία διαδικτύου που έχει βαθμολογία 20 Mbps μπορεί να επιτελέσει αξιοσημείωτα χειρότερη από μια υπηρεσία που έχει βαθμολογηθεί στα 5 Mbps αν λειτουργεί με μεγάλη λανθάνουσα κατάσταση.

Η δορυφορική υπηρεσία Internet απεικονίζει τη διαφορά μεταξύ λανθάνοντος χρόνου και εύρους ζώνης στα δίκτυα υπολογιστών. Ο δορυφόρος διαθέτει τόσο υψηλό εύρος ζώνης όσο και υψηλή λανθάνουσα κατάσταση. Κατά τη φόρτωση μιας ιστοσελίδας, για παράδειγμα, οι περισσότεροι δορυφορικοί χρήστες μπορούν να παρατηρήσουν μια αξιοσημείωτη καθυστέρηση από τη στιγμή που εισέρχονται στη διεύθυνση μέχρι τη στιγμή της φόρτωσης της σελίδας.

Αυτή η υψηλή λανθάνουσα κατάσταση οφείλεται κυρίως στην καθυστέρηση μετάδοσης καθώς το μήνυμα αίτησης ταξιδεύει με ταχύτητα φωτός στον απομακρυσμένο δορυφορικό σταθμό και πίσω στο οικιακό δίκτυο . Μόλις τα μηνύματα φτάσουν στη Γη, ωστόσο, η σελίδα φορτώνει γρήγορα όπως και σε άλλες συνδέσεις Internet υψηλού εύρους ζώνης (όπως DSL ή καλωδιακό διαδίκτυο).

Η καθυστέρηση WAN είναι ένας άλλος τύπος λανθάνουσας περιόδου που μπορεί να προκληθεί όταν το δίκτυο είναι απασχολημένο που ασχολείται με την κυκλοφορία μέχρι το σημείο που καθυστερούν άλλα αιτήματα, επειδή το υλικό απλά δεν μπορεί να τα χειριστεί όλα σε μέγιστες ταχύτητες. Αυτό επηρεάζει και το ενσύρματο δίκτυο, καθώς λειτουργεί ολόκληρο το δίκτυο.

Ένα σφάλμα ή άλλο πρόβλημα με το υλικό μπορεί να αυξήσει το χρόνο που χρειάζεται για να διαβάσει τα δεδομένα, γεγονός που αποτελεί έναν άλλο λόγο για την καθυστέρηση. Αυτό μπορεί να συμβαίνει για το υλικό του δικτύου ή ακόμα και για το υλικό της συσκευής, όπως ένας αργός σκληρός δίσκος που χρειάζεται χρόνο για την αποθήκευση ή την ανάκτηση δεδομένων.

Το λογισμικό που εκτελείται στο σύστημα μπορεί να προκαλέσει λανθάνουσα κατάσταση. Ορισμένα προγράμματα αντιμετώπισης ιών αναλύουν όλα τα δεδομένα που εισρέουν και εξέρχονται από τον υπολογιστή, γεγονός που είναι σίγουρα ένας λόγος για τον οποίο κάποιοι προστατευμένοι υπολογιστές είναι πιο αργός από τους αντίστοιχους. Τα δεδομένα που αναλύονται συχνά αποσυναρμολογούνται και σαρώνονται πριν χρησιμοποιηθούν.

Μέτρηση της καθυστέρησης του δικτύου

Τα εργαλεία δικτύου, όπως οι δοκιμές ping και το traceroute, μετρούν την καθυστέρηση, καθορίζοντας τον χρόνο που χρειάζεται ένα συγκεκριμένο πακέτο δικτύου για να ταξιδέψει από την πηγή στον προορισμό και τον οπισθοδρομικό χρόνο round-trip .

Ο χρόνος γύρου δεν είναι ο μοναδικός τρόπος μέτρησης της λανθάνουσας διάρκειας, αλλά είναι ο συνηθέστερος τρόπος.

Τα χαρακτηριστικά ποιότητας υπηρεσιών (QoS) των οικιακών και επιχειρηματικών δικτύων έχουν σχεδιαστεί για να βοηθούν στη διαχείριση τόσο του εύρους ζώνης όσο και της λανθάνουσας απόστασης, ώστε να παρέχουν συνεπέστερη απόδοση.