[네트워크] 패킷 교환 네트워크에서의 지연

패킷이 송신측에서 출발해 수신측까지 도달하기까지의 과정에서 수많은 라우터를 거친다.

경로상의 각 노드에서 패킷은 다양한 지연(delay)를 겪게 되는데, 노드 처리 지연, 큐잉 지연, 전송 지연, 전파 지연이 대표적이다. 이 지연들이 쌓여 전체 노드 지연(total nodal delay)를 일으킨다.

 

1. 처리 지연(processing delay)

패킷 헤더를 조사하고 패킷을 어디로 보낼지 결정하는 시간.

노드 처리 이후에 라우터는 목적지 라우터로 향하는 링크의 큐에 보낸다.

ex) 놀이공원에 갔는데 롤러코스터를 타려면 어디로 어떻게 갈지 결정하는 시간.

 

2. 큐잉 지연(queuing delay)

큐에 저장되어 링크로 전송되기를 기다리는 패킷의 수에 따라 결정된다. 큐가 비어 있다면 큐잉 지연은 0이다.

ex) 롤러코스터를 타러 갔는데 앞서 도착한 사람들이 있어 대기하는 시간.

 

3. 전송 지연(transmission delay)

패킷의 모든 비트를 링크로 전송하는 데 필요한 시간이다.

전송 지연은 패킷이 L 비트이고 전송률이 R Mbps일때, L/R이다. 

ex) 롤러코스터에 탑승할 차례가 되어 자리에 앉기까지 걸리는 시간.

 

4. 전파 지연(propagation delay)

링크의 처음부터 목적지 라우터까지의 전파에 필요한 시간. (목적지 라우터는 최종 목적지만을 의미하지 않는다)

비트는 링크의 전파속도로 전파되며, 빛의 속도나 같거나 약간 작다. 

전파 지연은 두 라우터 사이의 거리를 전파속도로 나눈 것이다.

출발지와 목적지 라우터 사이의 거리가 d이고 s가 링크의 전파속도라면, 전파 지연은 d/s이다.

ex) 롤러코스터가 출발해서 한코스를 도는 시간.

 

+ 전송 지연과 전파 지연의 차이점

전송 지연은 라우터가 패킷을 내보내는데 필요한 시간으로, 두 라우터 사이의 거리와 상관없다.

전파 지연은 패킷이 한 라우터에서 다른 라우터까지 이동하는데 필요한 시간이다. 패킷 길이나 전송률과 상관이 없다.

 

 

(참고) James F. Kurose. Computer networking a top-down approach. 7th edition