Retraso en la cola

En ingeniería de telecomunicaciones e informática, el retraso en cola o retraso en cola es el tiempo que un trabajo espera en una cola hasta que se puede ejecutar. Es un componente clave del retraso de la red. En una red conmutada, el retraso en la cola es el tiempo entre la finalización de la señalización por parte del originador de la llamada y la llegada de una señal de llamada al receptor de la llamada. El retraso en la cola puede ser causado por retrasos en el conmutador de origen, los conmutadores intermedios o el conmutador de servicio del receptor de llamadas. En una red de datos, el retardo de cola es la suma de los retardos entre la solicitud de servicio y el establecimiento de un circuito al equipo terminal de datos (DTE) llamado. En una red de conmutación de paquetes, el retraso en la cola es la suma de los retrasos que encuentra un paquete entre el momento de la inserción en la red y el momento de la entrega a la dirección.

Procesamiento de enrutador

Este término se usa con mayor frecuencia en referencia a los enrutadores. Cuando los paquetes llegan a un enrutador, deben procesarse y transmitirse. Un enrutador solo puede procesar un paquete a la vez. Si los paquetes llegan más rápido de lo que el enrutador puede procesarlos (como en una transmisión en ráfaga), el enrutador los coloca en la cola (también llamada búfer) hasta que pueda transmitirlos. El retraso también puede variar de un paquete a otro, por lo que generalmente se generan promedios y estadísticas al medir y evaluar el retraso en la cola.

A medida que una cola comienza a llenarse debido a que el tráfico llega más rápido de lo que se puede procesar, aumenta la cantidad de retraso que experimenta un paquete al pasar por la cola. La velocidad a la que se puede procesar el contenido de una cola es una función de la tasa de transmisión de la instalación. Esto conduce a la clásica curva de retardo. El retraso promedio que es probable que experimente un paquete dado viene dado por la fórmula 1/(μ-λ) donde μ es el número de paquetes por segundo que la instalación puede soportar y λ es la velocidad promedio a la que llegan los paquetes para ser atendidos. Esta fórmula se puede utilizar cuando no se eliminan paquetes de la cola.

El retraso máximo en la cola es proporcional al tamaño del búfer. Cuanto más larga sea la línea de paquetes que esperan ser transmitidos, mayor será el tiempo de espera promedio. La cola del enrutador de paquetes que esperan ser enviados también presenta una posible causa de pérdida de paquetes. Dado que el enrutador tiene una cantidad finita de memoria intermedia para mantener la cola, un enrutador que recibe paquetes a una velocidad demasiado alta puede experimentar una cola llena. En este caso, el enrutador no tiene otra opción que simplemente descartar el exceso de paquetes.

Cuando el protocolo de transmisión utiliza el síntoma de paquetes descartados de búferes llenos para regular su velocidad de transmisión, como lo hace el TCP de Internet, el ancho de banda se comparte de manera justa a una capacidad casi teórica con demoras mínimas de congestión de la red. En ausencia de este mecanismo de retroalimentación, los retrasos se vuelven impredecibles y aumentan considerablemente, un síntoma que también se observa en la capacidad de aproximación de las autopistas; las rampas de acceso con contador son la solución más eficaz allí, al igual que la autorregulación de TCP es la solución más eficaz cuando el tráfico son paquetes en lugar de automóviles). Este resultado es difícil de modelar matemáticamente y bastante contradictorio para las personas que carecen de experiencia con las matemáticas o las redes reales. Si no se descartan paquetes y se opta por almacenar en búfer un número cada vez mayor de ellos, se produce una sobrecarga de búfer.

Notación

En la notación de Kendall, el modelo de colas M/M/1/K, donde K es el tamaño del búfer, puede usarse para analizar el retraso de colas en un sistema específico. Se debe usar la notación de Kendall para calcular el retraso en la cola cuando los paquetes se descartan de la cola. El modelo de colas M/M/1/K es el modelo de colas más básico e importante para el análisis de redes.