网络时延和时延抖动

...v.延迟和抖动是网络性能的重要参数，对上层应用都有非常重要的影响。延迟是不可防止的，因为数据在链路中的传输必须经过一定的时间。对于一个特定的网络路径，延迟主要有传输延迟、传播延迟、处理延迟是固定延迟，排队延迟是可变延迟。排队延迟是由网络动态来决定的，网络中的拥塞状况不同，排队延迟有很大的变化。抖动是由数据包到达延迟的不同造成的。防止抖动主要基于缓冲技术。网络延迟数据包穿越一个或多个网段所经历的时间称为延迟。从用户的角度讲，延迟即用户发出请求到接收到远端应用系统的响应的时间。基于TCP/IP协议网络传输包括以下处理过程：路由器处理、用户数据单元在网络上传输以及效劳器处理过程，相应地将产生路由延迟和用户数据单元在网络上的传输延迟。路由延迟包括域名请求延迟、TCP连接建立和释放延迟以及IP寻径延迟。从测试的角度讲，延迟分为单向延迟和双向延迟。延迟的分类在数据传输过程中，一般认为延迟分为如下几个局部：传输延迟，传播延迟，处理延迟和排队延迟。打包延迟各层的协议数据单元〔PDU〕都具有不同的有效负载长度，而应用层产生的响应大小的信息流需要一定的持续时间。协议层等待应用层产生满足PDU有效负载长度的字节流量，然后才能打包成协议数据单元〔PDU〕。这段等待时间就是打包延迟。打包延迟是实时数据流应用独有的延迟，实时流应用是指对基于时间的信息，如视频、音频和动画等进展实时传送的应用。传输延迟传输延迟是将所有分组的比特全部传送到线路上所需要的时间，即PDU的第一个比特从端点传送到线路上直到最后一个比特离开端点的这段时间。传输延迟与PDU大小及线路上的传送速率有关。一个存储转发机制的网络中，数据包将会产生屡次的传输延迟，每次将PDU转发下一跳都将产生一次传输延迟。传播延迟一个数据包中的每一个比特被推向链路后，该比特向下一跳路由器进展传播。从该链路的起点到到达下一跳路由器传输所需要的时间是传播时延。传播实验取决于比特穿过介质的速率，即该链路的传播速率，往往是等待或略小于光速的。传输时延等于两个路由器之间的距离除以传播速率，链路上的传播实验可以用PDU的第一个比特穿过链路所用的时间来定义。在局域网中，传播延迟往往不是延迟重要的组成局部，因为它往往很小。但是广域网中的传播延迟可以到达毫秒级。排队延迟排队延迟在分组交换网产生的延迟中占主要局部，每一次分组交换将使数据参加到缓冲队列中，每一个PDU的目的输出端可能存在着许多分组排队，这就是排队延迟。在先进先出队列中，新到达的分组的排队延迟等于所有已在该端口上排队的分组传输延迟的总和。所以说，特定分组的排队延迟取决于先期到达的正在排队等待向链路传输的分组的数量，另外也取决于输出端口的传送速度。排队延迟受网络负载的影响很大，是分组交换网中延迟变化的主要因素。排队延迟可以使毫秒级甚至是微秒级。处理延迟处理延迟是分组交换过程中发送端和目的端对数据进展处理所需时间的总和，如检查分组首部和决定将该分组导向哪里所需要的时间等，都是属于处理延迟。处理延迟还包括一些其他因素，如检查比特级别过失所需要的时间等。降低网络延迟的方法：降低网络延迟方法可以依靠优化网络拓扑构造，数据传输依靠于网络的通路。拓扑，即这些通路的构成形式，如果各条通路的构造不合理，将会造成传输路径变长，经过的路由器或其他设备变多，大大增加了传输延迟。另一方面，在网络中传输的数据也会随着路径的变长而增加，使得网络变得更加拥塞和忙碌。频繁的拥塞使网络传输性能下降，以致网络崩溃。1、增加有效网络带宽。随着网络新应用中多媒体传输变得越来越广泛，各种数据充满于网络中，使网络变得拥挤不堪。可以采用增加带宽的方法为应用提供更大的容量，但不能保证所要提高的关键任务的性能的提升。2、提高主干网络速度。主干网络的带宽和传输速度严重影响着各个子网之间的通信效率，所以现在的组合干网络往往采用光纤进展通信。目的是提高主干网的性能，这样就可以大大提高传输效率。3、对效劳器进展优化，提高激素啊能努力。效劳器在网络环境下为客户机提供共享资源，效劳器速度过低，执行操作系统和协议的时间会远远大于在传输线路上花费的时间。因此，如果网络延迟的瓶颈是效劳器，由于其计算能力低于网络传输能力，及时增加网络传输带宽，延迟也不会减少。因此合理地提高效劳器性能，对各项软件和协议进展正确合理地配置是非常必要的。网络抖动抖动是QOS里面常用的一个概念，其意思是指分组延迟的变化程度。如果网络发生拥塞，排队延迟将影响端到端的延迟，并导致通过同一连接传输的分组延迟各不一样，而抖动，就是用来描述这样一延迟变化的程度。因此，抖动对于实时性的传输将会是一个重要参数，比方：VOIP，视频等。对于VOIP，omnipeek的专家系统里面语音的分析模块那么会直接给出直观的描述。抖动，也叫做延时的变化，是由于各种延时的变化导致网络中的数据分组到达速率的变化。网络的传输是一个复杂的过程，中间要经过路由器和不同的链路，每个数据包历经的延时不一样。数据包离开发送端时，按照规那么的间隔均匀排列，在通过网络之后，这一均匀的间隔因数据包经历不同的延迟大小而遭到破坏，从而产生抖动。有些多媒体应用，如视频点播的端到端延迟约束较小，但是它同时受到抖动和时滞因素的约束。多媒体数据传送不均匀，会造成画面或声音颤抖；存在两个媒体的媒体间抖动时，对应数据包到达时间变化，造成同步的丧失。在多媒体数据传送过程中，所有发送的数据包到达的时间会发生差异。在RTP协议中，当一个数据包发送时，发送端在RTP报文头上增加了一个时间戳；挡在另一端被接收时，接收端同样增加另一个时间戳；计算这两个时间戳就可以得到这个数据包的延迟时间。如果在传输过程中存在不同的数据包延迟时间，那么存在抖动。在视频应用程序中，抖动表现为图像闪动；在呼叫中，表现出的效果与丧失数据包产生的效果相似，造成某些字不清楚或错误。抖动的大小取决于数据包的延迟时间的差异程度，差异程度越大，那么抖动越大。解决网络抖动一种方法：1数据包接收端的抖动缓存指针队列的入队线程接收数据包，对接收到的数据包进展排序后将接收到的数据包插入抖动缓存指针队列的相应位置2抖动缓存指针队列的出队线程定时器以一定时间间隔触发出队线程，出队线程判断抖动缓存指针队列队头的数据包是否应该在当前触发时刻出队，如果是，那么将该数据包出队3根据抖动缓存指针队列中的队尾数据包和队头数据包时戳值之差与当前抖动缓存深度的大小关系，以及根据数据包在抖动缓存指针队列中的缓存时间与该抖动缓存指针队列缓存数据包的最小延时量之间的关系，增大或缩小当前抖动缓存深度的操作。互联网规模开展越来越大，随着互联网规模的增加和技术的提高，用户对网络的需求也产生了响应的变换。网络所能提供的效劳已经与网络开展初期产生了很大的不同。宽带的普及和网络传输水平的提高使得高带宽多媒体应用成为可能。网络视频会议、IPTV、网