网络时延算法

‘壹’ 什么是RTT计算机网络里的东西

RTT(Round-Trip Time)：往返时延。是指数据从网络一端传到另一端所需的时间。通常，时延由发送时延、传播时延、排队时延、处理时延四个部分组成。

（1）发送时延

发送时延是结点将数据分组发送到传输媒介所需要的时间，也就是从分组的第一个比特开始发送算起，到最后一个比特发送完毕所需要的时间。显然，发送时延与网络接口/信道的传输速率成反比，与数据分组的长度成正比。

（2）传播时延

传播时延是电磁波在信道中传播一定距离所需要花费的时间，传播时延和信道的传输速率无关，
而是取决于传输媒介的长度，以及某种物理形式的信号在传输媒介中的传播速度。

如电磁波在自由空间的传播速度是光速，即3×105km/s。电磁波在网络传输媒体中的传播速度比在自由空间中的传播速度要略低一些，在铜线中的传播速度约为2.3×105km/s
，在光纤中的传播速度约为2.0×105km/s 。

（3）排队时延

排队时延是分组在所经过的网络结点的缓存队列中排队所经历的时延，排队时延的长短主要取决于网络中当时的通信量，当网络的通信流量大时，排队时间就长，极端情况下，当网络发生拥塞导致分组丢失时，该结点的排队时延视为无穷大。

此外，在有优先级算法的网络中，排队时延还取决于数据的优先级和结点的队列调度算法。

（4）处理时延

处理时延是分组在中间结点的存储转发过程中而进行的一些必要的处理所花费的时间，这些处理包括提取分组的首部，进行差错校验，为分组寻址和选路等。

(1)网络时延算法扩展阅读

网络端到端的时延是几种时延的总合，其计算公式是：

总时延=传播时延+发送时延+排队时延+处理时延

根据网络的不同情况，有时有些时延可以忽略不计，如在局域网中，传播时延很小可以忽略不计；当网络没有拥塞时，分组在各个结点的排队时延可以忽略不计。

往返时延（Round-Trip Time，RTT）也是一个重要的性能指标，它表示从发送方发送数据开始，到发送方收到来自接收方的确认，总共经历的时延。对于复杂的网络，往返时延要包括各中间结点的处理时延和转发数据时的发送时延。

‘贰’ 什么是自适应时延估计

一种时变时延的在线自适应估计新方法.首先，本文给出了一种修正的强跟踪滤波器算法，并且建立了时变时延的估计模型.基于此模型，时变时延可以被当成系统状态由修正的强跟踪滤波器算法直接进行估计.所提出的方法具有使用简单、跟踪迅速、精度高等特点.最后，仿真实验结果验证了本文方法的有效性.

基于四阶累积量自适应时延估计的改进
A Modified Self-adaptive Time Delay Estimation Algorithm Based on Fourth-order Cumulants

时间延迟估计在雷达和声纳等方面有着广泛的应用.为了在空间相关或不相关的高斯背景噪声下获得比较精确的时延估计值，提出了一种基于四阶累积量、借助于ETDE(Explicit Time Delay Estimation，利用sinc函数采样FIR滤波器)算法的自适应时延估计算法.此方法可以抑制相关或不相关高斯噪声的影响，可以跟踪时延，从而保证时延的唯一性，进而得到信号准确的时延估计.该算法在较低信噪比下能得到非高斯信号较准确的时延估计.理论分析和仿真结果证明了算法的有效性.

作 者: 李从英 王建英 尹忠科 张江利 LI Cong-ying WANG Jian-ying YIN Zhong-ke ZHANG Jiang-li 作者单位: 西南交通大学，信息科学与技术学院，四川，成都610031
刊 名: 铁道学报 英文刊名: JOURNAL OF THE CHINA RAILWAY SOCIETY 核心期刊收录: SCI NJU 年，卷(期): 2006 28(6) 分类号: TN911.7 关键字: 四阶累积量 ETDE 时延 机标分类号: TN9 O42 机标关键字: 四阶累积量 自适应 时延估计算法 Estimation Algorithm Time Delay Estimation 不相关高斯噪声 时间延迟估计 非高斯信号 理论分析 空间相关 仿真结果 低信噪比 背景噪声 唯一性 滤波器 估计值 证明 应用 声纳 雷达 基金项目: DOI: ""。

‘叁’ TCP超时重传机制的重传超时时间

如果底层网络的传输特性是可预知的，那么重传机制的设计相对简单得多，可根据底层网络的传输时延的特性选择一个合适的RTO，使协议的性能得到优化。但是TCP的底层网络环境是一个完全异构的互联结构。在实现端到端的通信时，不同端点之间传输通路的性能可能存在着巨大的差异，而且同一个TCP连接在不同的时间段上，也会由于不同的网络状态具有不同的传输时延。
因次，TCP协议必须适应两个方面的时延差异：一个是达到不同目的端的时延的差异，另一个是统一连接上的传输时延随业务量负载的变化而出现的差异。为了处理这种底层网络传输特性的差异性和变化性，TCP的重传机制相对于其他协议显然也将更为复杂，其复杂性主要表现在对超时时间间隔的处理上。为此，TCP协议使用自适应算法（Adaptive Retransmission Algorithm）以适应互联网分组传输时延的变化。这种算法的基本要点是TCP监视每个连接的性能（即传输时延），由此每一个TCP连接推算出合适的RTO值，当连接时延性能变化时，TCP也能够相应地自动修改RTO的设定，以适应这种网络的变化。

‘肆’ 导线的时延公式是什么 一根导线时延100ps，平均分成两段后每段时延是50ps吗

是的，因为导线的延时是根据电磁波在导线中传输的时间决定的，基本上3cm延迟100ps，延迟时间和长度成正比

‘伍’ 怎么解决网络延迟

1、提升WAN性能

企业可以细致控制LAN内的应用程序性能，但这种控制能力无法延伸到广域网上。WAN通常会有多个可选的服务提供商，他们经营着运营商级的顶级骨干基础设施。

通过选择较短和更有效率的路由路径、部署低延迟的交换机和路由设备、主动避免网络设备停机时间，WAN运营商也可以对降低延迟作出贡献。增加WAN带宽能提高应用程序的性能，但带宽并不便宜，通常也不必这么干。

2、修复LAN上应用性能

如果一个刚安装或修改过设置的应用程序出现了本地网络性能问题，请尝试核查该应用程序的设置、系统兼容性和软件状态；另外也应审查安装和设置文档。例如，如果应用程序支持带宽限制，请检查带宽是否不小心限制过度而无法进行正常通信。

硬件兼容性也会影响局域网效率。例如，如果应用程序在采用巨型帧的时候产生高延迟，请核对网络接口卡适配器和驱动程序是否已正确安装。在某些情况下，更新或补丁程序可能逆转原本很糟糕的性能表现。

注意事项：

在实践中，运用能够更有效利用现有WAN带宽的各种技术同样可以提升WAN应用程序的性能。这些技术被统称为广域网加速器。加速器的功能通过减少数据有效负载和更有效地利用现有的WAN带宽来实现。

广域网加速产品通常都是物理设备。这些专用设备在WAN链路的两端都需要进行部署。对于虚拟化服务器环境，这些工具也有软件版本可用，可以实现许多和专用硬件相当的功能。

某些压缩算法专门针对特定的数据类型，能够在不增加带宽需求的前提下显着提升应用程序的性能。道理很简单，数据压缩可以无需额外磁盘就提升存储容量，同样，压缩过的数据在传输时可以比未压缩的数据占用更少的带宽。

‘陆’ 无线网络有延时，而且上网慢是怎么回事呢

根据所提供信息，如出现宽带故障，您可先通过以下方法进行排障：
〖1〗使用单机拨号，如有使用路由器，请暂时断开路由器测试；
〖2〗重启modem和电脑；
〖3〗重新创建宽带拨号连接，再拨号尝试。操作方法：开始＞程序＞附件＞通迅＞新建连接向导。
若自行排障仍然没有恢复，可联系人工客服进行申告故障，将尽快为您处理。

‘柒’ 流量管理的流量管理产生的背景

流量管理近年来和“网络或互联网服务的服务质量”，也就是我们通常说的QoS密切相关。为衡量服务质量，业界提出如下测量维度：
2.1时延时延是指IP包从网络入口点到达网络出口点所需要的传输时间。一些对时间敏感的应用，如实时的语音业务和视频业务对时延的要求最为严格。造成网络时延的主要因素可以简单地分为网络产生的时延和设备产生的时延。设备产生的时延一般是指设备处理业务数据时产生的时延，这与设备的性能有很大关系，包括网络各个层面的设备，如SDH设备、路由设备和媒体网关等。网络产生的时延包括基本的传输时延(即电信号或光信号在物理媒介上传输所需的固有时延)和链路速率时延(即当链路速率低于数据发送速率时产生的时延)。由于IP网络尽力而为的特性，设备产生的时延和网络产生的时延都还与实际网络中的数据流量状况有关。当数据量较大、网络和设备满负荷运转时。产生的拥塞和排队、调度和转发时延将会显着增加。
2.2抖动语音信号是连续的，在发送端经过压缩打包后在IP网络中传输时，由于数据包传送的路径可能不同，因此不同的数据包到达接收端的时间也可能不同，导致接收端在回放语音时产生时断时续的状况，称为抖动。接收端可以采用增加接收缓冲区的方式来对抖动产生的影响进行弥补。但是抖动缓冲区的大小将同时影响抖动和时延。如果抖动对语音质量产生了影响，那么增加抖动缓冲区的大小就可以将抖动减少到可以接受的程度；但是如果缓冲区过大，就会增加时延，同样会使得用户难以接受。典型的抖动缓冲区产生的时延为20ms，但是通常会达到80ms。抖动缓冲区的大小需要根据具体的网络情况来设定。
2.3丢包率一般情况下，数据包在网络中产生拥塞的点被丢掉，在传输线路中产生的错误包同样也会被丢掉。通常当接收包的数量超过了输出端口的大小限制时就会产生拥塞，由此而产生丢包。如果在包到达的一端没有足够的输入缓冲，也会造成丢包。丢包率通常被定义为一个连续若干个包以一定的时间间隔在网络中传送时，被丢掉的包所占的百分比。从用户体验的角度来讲，一般高于2%的丢包率便无法接受了。
2.4吞吐量吞吐量是指网络中IP包的传输速率，可表示为平均速率或峰值速率。网络的吞吐量是衡量网络转发IP包的能力，主要取决于链路速率、节点设备的端口速率和网络的业务量状况。
2.5可用性可用性是指用户能够使用IP业务可用性功能的时间间隔占IP业务全部时间间隔的百分比。在连续5min内，如果一个IP网络所提供的丢包率小于或等于75%，则认为该时间段是可用的，否则是不可用的。可用性主要用于衡量网络设备、链路正常提供业务的能力，确定该网络设备、链路是否能够支持连续可用的数据包传送业务。 TCP/IP起源于上世纪6 0年代末美国政府资助的一个研究项目，开始只是用于几台机器的连接通讯，后来需要连接的机器越来越多，网络也从小型局域网向局域网互连——这就是我们现在广域网的最初雏形。TCP/IP在不断完善后被作为一项基础的通讯协议用于了广域网，这是网络通讯发展上的一次里程碑式的变革，直到现在，我们还在继续使用TCP/IP。TCP/IP协议簇里的TCP和UDP协议，更是90%以上的应用要用的基础协议。
TCP是一种面向对象的传输协议，为了保障数据传输的安全，在传输过程中需要进行多次协商建立连接，而UDP则不是面向连接的，关注发送速度而不关注数据安全性，是种粗暴的传输方式，当时应用不广，主要用于DNS解析等。但是那时候人们对于广域网还是预计不足，由于广域网带宽明显小于局域网带宽，随着使用人数增多，网络出口处数据拥塞的瓶颈问题开始渐渐显露出来（瓶颈倒水），1986年初，Jacobson针对出现端倪的网络拥塞开发了基础的拥塞控制机制。
1988年Jacobson针对TCP在控制网络拥塞方面的不足，提出了“慢启动”和“拥塞避免”算法。 1990年TCP Reno版本推出增加了“快速重传”快速恢复”算法。这几个算法称为了避免网络拥塞的基础，是目前网络没有陷入瘫痪的最大功臣。到1996年的时候，国外以Packeteer（2008年被Blue Coat收购）为首的厂家为了解决跨国公司分公司访问总部业务服务器的速度问题首次推出了专业的流量管理设备。当时，一般跨国公司都是通过国际专线连接总部和分公司，带宽非常昂贵，而普通的网络设备如防火墙、路由器和核心三层交换机等无法识别第七层应用如Oracle、SAP 等，因此以Packeteer为首的厂家开发出基于第七层应用的流量管理设备来满足这个需求。因为跨国公司的业务比较简单，应用数量也不多（一般为业务系统、邮件等），所以基于第七层应用的流量管理方式很适合这种网络环境。
2003年左右，互联网再次出现重大变革， P2P开始兴起，对于网络的冲击很大，通常P2P应用会占用网络的总流量的50%-80%，和当年跨国公司的网络环境相比，应用数量变得非常大，通常在1 万种以上，同时出口带宽也变得非常大，从而使得基于第七层应用的流量管理方式遭遇了性能、技术和管理方式的双重瓶颈。
在P2P改变了用户网络行为模型图示中，我们可以看到用户的网络行为模型由以往的星状变成了网状。由于我们在之前看到所有的网络都是以客户端和服务器之间的交互，用这种访问模型去构建现在所有的网络，而且我们的网络产品也是基于这种模型去设计和建造的。P2P出现之后，所有网络的模型，用户和用户之间产生了非常大交互的数据量，这样就形成一个扁平网状的模型，这种模型现在我们构建出来的基于星形连接的模式是不适合P2P新的网络访问模型，这样就给整个网络带来非常大的灾难性的影响。可想而知，在这种网络环境下，几乎所以的用户都会面临“网络拥塞”的挑战，造成的结果就是不到5%的P2P用户占用了90%以上的带宽资源。

‘捌’ 计算机网络的RTT问题

1.时延时延(delay 或 latency)是指数据从网络一端传到另一端所需的时间。通常，时延由发送时延、传播时延、排队时延、处理时延四个部分组成。（1）发送时延发送时延是结点将数据分组发送到传输媒介所需要的时间，也就是从分组的第一个比特开始发送算起，到最后一个比特发送完毕所需要的时间。显然，发送时延与网络接口/信道的传输速率成反比，与数据分组的长度成正比。（2）传播时延传播时延是电磁波在信道中传播一定距离所需要花费的时间，传播时延和信道的传输速率无关， 而是取决于传输媒介的长度，以及某种物理形式的信号在传输媒介中的传播速度。如电磁波在自由空间的传播速度是光速，即3×105km/s。电磁波在网络传输媒体中的传播速度比在自由空间中的传播速度要略低一些，在铜线中的传播速度约为2.3×105km/s ，在光纤中的传播速度约为2.0×105km/s 。传播时延的计算公式是：（3）排队时延排队时延是分组在所经过的网络结点的缓存队列中排队所经历的时延，排队时延的长短主要取决于网络中当时的通信量，当网络的通信流量大时，排队时间就长，极端情况下，当网络发生拥塞导致分组丢失时，该结点的排队时延视为无穷大。此外，在有优先级算法的网络中，排队时延还取决于数据的优先级和结点的队列调度算法。（4）处理时延处理时延是分组在中间结点的存储转发过程中而进行的一些必要的处理所花费的时间，这些处理包括提取分组的首部，进行差错校验，为分组寻址和选路等。综上所述，网络端到端的时延是几种时延的总合，其计算公式是：总时延=传播时延+发送时延+排队时延+处理时延根据网络的不同情况，有时有些时延可以忽略不计，如在局域网中，传播时延很小可以忽略不计；当网络没有拥塞时，分组在各个结点的排队时延可以忽略不计。 2.往返时延往返时延（Round-Trip Time，RTT）也是一个重要的性能指标，它表示从发送方发送数据开始，到发送方收到来自接收方的确认，总共经历的时延。对于复杂的网络，往返时延要包括各中间结点的处理时延和转发数据时的发送时延。 3.时延变化/时延抖动时延抖动(jitter)指不同分组穿越网络的延迟的变化。当传输多媒体信息时，如音视频应用，更需要关心时延的变化。因为应用层信息的解码和无失真展示要求数据的时延变化在某个范围内，这时会引入时延抖动参数来描述网络性能。

‘玖’ 静态路由算法有哪些

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静态路由算法

静态路由算法主要有洪泛法，随机走动法，最短路径法，基于流量的路由算法
1．洪泛法（Flooding）
节点收到一个报文分组后，向所有可能的方向复制转发。每个节点不接受重复分组，网络局部故障也不影响通信，但大量重复分组加重了网络负担。这种方法适宜于网络规模小，通信负载轻，可靠性要求极高的通信场合——如军用通信中常用。
其改进方法是选择前进方向的扩散法，可大大减少重复分组的数量。
2．随机走动法（Random Walk）
节点收到分组后，向所有与之相邻的节点中为分组随机选择出一个节点转发出去；分组在网络中乱窜，总有可能到达。这种方法虽然简单，但不是最佳路由，通信效率低，分组传输延迟也不可预测，实用价值低。
3．最短路径法（Shortest Path，SP）
一般来讲，网络节点直接相连，传输时延也不是绝对最小，这与线路质量、网络节点“忙”与“闲”状态，节点处理能力等很多因素有关。定量分析中，常用“费用最小”作为网络节点之间选择依据，节点间的传输时延是决定费用的主要因素。
最短路径法，是由Dijkstra提出的，其基本思想是：将源节点到网络中所有节点的最短通路都找出来，作为这个节点的路由表，当网络的拓扑结构不变、通信量平稳时，该点到网络内任何其它节点的最佳路径都在它的路由表中。如果每一个节点都生成和保存这样一张路由表，则整个网络通信都在最佳路径下进行。每个节点收到分组后，查表决定向哪个后继节点转发。
4．基于流量的路由算法(Flow-based Routing，FR)
SP算法只考虑网络拓扑结构、寻找最短路径，没有考虑网络流量、负载对路由选择的影响，而FR算法就结合了网络拓扑结构和通信流量两方面的因素进行路由选择。
FR算法需要知道网络拓扑结构、节点之间的平均流量、各条线路的容量，然后在此基础上采用适当的选择算法，从而找出最佳路由。
FR算法的基本原理是根据知道一条线路的负荷和平均流量，用排队计算出该线路的分组平均时延，再由所有线路的平均时延直接计算出流量加权平均值，从而得到整个网络的平均分组时延。此方法可使网络通信量更加平衡，得到较小的平均分组时延。

‘拾’ 什么是RTT如何计算RTT估计值

RTT(Round-Trip Time)：往返时延。是指数据从网络一端传到另一端所需的时间。通常，时延由发送时延、传播时延、排队时延、处理时延四个部分组成。

（1）发送时延

发送时延是结点将数据分组发送到传输媒介所需要的时间，也就是从分组的第一个比特开始发送算起，到最后一个比特发送完毕所需要的时间。显然，发送时延与网络接口/信道的传输速率成反比，与数据分组的长度成正比。

（2）传播时延

传播时延是电磁波在信道中传播一定距离所需要花费的时间，传播时延和信道的传输速率无关，
而是取决于传输媒介的长度，以及某种物理形式的信号在传输媒介中的传播速度。

如电磁波在自由空间的传播速度是光速，即3×105km/s。电磁波在网络传输媒体中的传播速度比在自由空间中的传播速度要略低一些，在铜线中的传播速度约为2.3×105km/s
，在光纤中的传播速度约为2.0×105km/s 。

（3）排队时延

排队时延是分组在所经过的网络结点的缓存队列中排队所经历的时延，排队时延的长短主要取决于网络中当时的通信量，当网络的通信流量大时，排队时间就长，极端情况下，当网络发生拥塞导致分组丢失时，该结点的排队时延视为无穷大。

此外，在有优先级算法的网络中，排队时延还取决于数据的优先级和结点的队列调度算法。

（4）处理时延

处理时延是分组在中间结点的存储转发过程中而进行的一些必要的处理所花费的时间，这些处理包括提取分组的首部，进行差错校验，为分组寻址和选路等。

(10)网络时延算法扩展阅读

网络端到端的时延是几种时延的总合，其计算公式是：

总时延=传播时延+发送时延+排队时延+处理时延

根据网络的不同情况，有时有些时延可以忽略不计，如在局域网中，传播时延很小可以忽略不计；当网络没有拥塞时，分组在各个结点的排队时延可以忽略不计。

往返时延（Round-Trip Time，RTT）也是一个重要的性能指标，它表示从发送方发送数据开始，到发送方收到来自接收方的确认，总共经历的时延。对于复杂的网络，往返时延要包括各中间结点的处理时延和转发数据时的发送时延。