Retardo de cola
El retardo de cola es el tiempo que permanece un conjunto de datos en la cola de espera hasta ser definitivamente reenviado.
Los retardos de cola también se denominan de almacenamiento ya que es el tiempo, una vez que han sido procesados, los datos permanecen en el nodo. Este tipo de retardo generalmente se debe debido a que existe un mayor número de paquetes que entran de los que salen. Normalmente, estos dispositivos funcionan como cola FIFO, es decir, el primero en entrar es el primero en salir. Aunque se pueden implementar otro tipo de lógicas en función de la prioridad que tengan los datos.
Para reducir el retardo de cola se debe aumentar el caudal de salida con el fin de disminuir el “atasco” en las puertas de salida del nodo. Aunque también se pueden implementar distintas políticas en la red relacionadas con limitar el número de datos que llegan al nodo.
Para el cálculo analítico de este retardo hay que irse al aparato matemático de la teoría de colas, el cual, fundamentalmente, se basa en un tratamiento estadístico, dado que para el caso que nos ocupa, los paquetes de datos no tienen todos el mismo tamaño y pueden llegar a ráfagas (es decir, no periódicamente). Por tanto, su cálculo es estadístico. Aunque para su manejo se pueden hacer una serie de consideraciones prácticas.
Para analizar este tipo de retardo partiremos de:
sea L bits la longitud media del paquete
sea A (paquetes / segundo) la velocidad media que los paquetes llegan a la cola
entonces la velocidad media a la que llegan los bits a la cola es: L A bps.
sea R bps la velocidad de transmisión de la línea de salida
Se define la intensidad de tráfico I como LA/R
En principio nos encontramos con dos situaciones: I > 1 e I
I >1
Si I > 1, entonces la velocidad media a la que llegan los datos supera a la velocidad a la que salen, entonces la cola irá creciendo. Y si persiste en el tiempo, la cola crecerá hasta el infinito.
Si el tamaño de la memoria del nodo es finita, como sucede siempre en la realidad, cuando se supera su capacidad de almacenamiento, los datos se perderán ya que no se podrán almacenar.
Primera regla: el diseño de la red debe basarse en definir intensidades de tráfico I < 1 para cada línea de enlace.
I < 1.
Si el tráfico entrante es periódico (un paquete cada L/R seg) entonces todos los paquetes llegarán a una cola vacía y se entregarán sin retardo.
Si el tráfico entrante es a ráfagas pero de forma periódica, es decir, aparecen de forma simultánea N paquetes cada (L/R)N seg. Entonces, el primer paquete enviado no tiene retraso, el segundo tiene un retardo de L/R, y el n-ésimo de (N-1)L/R. Con lo que el retardo medio es de:
t= (0 + L/R + ...+(N-1)L/R)/N = (N-1)L/2R).
- Si el proceso de entrada es aleatorio (como sucede en la realidad en la mayor parte de los casos), es decir, la llegada de los datos no tienen un patrón analítico. En este caso, si la intensidad de tráfico (LR/A) es próximo a cero se puede garantizar que no se sufren pérdidas de datos. Pero cuando LR/A es próximo a 1 entonces habrá intervalos de tiempo donde la velocidad de llegada sea superior a la capacidad de la línea de salida, con lo que existe cierta probabilidad que se pierdan datos.
Segunda regla: para disminuir los retardos de cola se debe trabajas lejos y por debajo de I = 1.