Retraso en la cola

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En telecomunicaciones e ingeniería informática , el retardo de cola o retraso de cola es el tiempo que un trabajo espera en una cola hasta que puede ser ejecutado. Es un componente clave del retardo de red . En una red conmutada, el retraso de 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 de cola puede ser causado por retrasos en el conmutador de origen, conmutadores intermedios o el conmutador de servicio del receptor de la llamada. En una red de datos, el retraso de cola es la suma de los retrasos entre la solicitud de servicio y el establecimiento de un circuito al equipo terminal de datos (DTE) llamado. En una red conmutada por paquetes, el retraso de cola es la suma de los retrasos que encuentra un paquete entre el momento de inserción en la red y el momento de entrega a la dirección. ^[1]

Este término se utiliza 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. ^[2]

A medida que una cola comienza a llenarse debido al tráfico que llega más rápido de lo que puede procesarse, aumenta la cantidad de demora 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 curva de demora clásica. La demora promedio que es probable que experimente un paquete determinado se da mediante la fórmula 1/(μ-λ), donde μ es la cantidad de paquetes por segundo que la instalación puede soportar y λ es la tasa promedio a la que llegan los paquetes para ser atendidos. ^[3] Esta fórmula se puede utilizar cuando no se descartan paquetes de la cola.

El retraso máximo en la cola es proporcional al tamaño del búfer. Cuanto más larga sea la fila de paquetes que esperan ser transmitidos, más largo será el tiempo de espera promedio. La cola de paquetes del enrutador que esperan ser enviados también introduce una causa potencial de pérdida de paquetes. Dado que el enrutador tiene una cantidad finita de memoria de búfer para almacenar 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 los paquetes sobrantes.

Cuando el protocolo de transmisión utiliza el síntoma de paquetes descartados de buffers llenos para regular su tasa de transmisión, como lo hace el TCP de Internet, el ancho de banda se comparte de manera justa a una capacidad cercana a la teórica con demoras mínimas por congestión de la red . En ausencia de este mecanismo de retroalimentación, las demoras se vuelven impredecibles y aumentan bruscamente, un síntoma que también se observa cuando las autopistas se acercan a su capacidad máxima; las rampas de acceso con medidor son la solución más efectiva en este caso, al igual que la autorregulación del TCP es la solución más efectiva cuando el tráfico son paquetes en lugar de automóviles. Este resultado es difícil de modelar matemáticamente y bastante contraintuitivo para las personas que carecen de experiencia con las matemáticas o las redes reales. No descartar paquetes y optar en cambio por almacenar en el buffer una cantidad cada vez mayor de ellos produce un bufferbloat .

En la notación de Kendall , el modelo de cola M/M/1/K, donde K es el tamaño del buffer, se puede utilizar para analizar el retraso de cola en un sistema específico. La notación de Kendall se debe utilizar para calcular el retraso de cola cuando se descartan paquetes de la cola. El modelo de cola M/M/1/K es el modelo de cola más básico e importante para el análisis de redes. ^[4]

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• Latencia de red
• Ley de Little : fórmula de colas
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• Teoría de colas
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• Comunicaciones inalámbricas ; Theodore S. Rpappaport

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