Questão 16 - Considere o envio de um pacote de uma máquina de origem a uma de destino por uma rota fixa. Relacione os componentes do atraso que formam o atraso fim a fim. Quais deles são constantes e quais são variáveis?
Passo 1
O que o enunciado pede e quais informações temos:
- Pedido: relacionar os componentes do atraso que compõem o atraso fim a fim ao enviar um pacote por uma rota fixa e dizer quais componentes são constantes e quais são variáveis.
- Informações dadas: envio de um pacote de origem até destino por uma rota fixa (número de saltos / links fixo). Não há valores numéricos nem variações explícitas no enunciado.
Passo 2
Lista dos componentes do atraso (visão geral rápida) — antes de detalhar:
- atraso de processamento (processing delay);
- atraso de enfileiramento (queuing delay);
- atraso de transmissão / serialização (transmission delay);
- atraso de propagação (propagation delay).
Agora vamos explicar cada um com calma.
Passo 3
Atraso de processamento:
- Definição: tempo que o roteador/switch leva para examinar o cabeçalho do pacote, decidir para qual saída encaminhar, verificar erros (checksum) e outras tarefas de controle.
- Característica prática: geralmente pequeno (microsegundos a milissegundos) e relativamente estável para um equipamento não sobrecarregado.
- Observação didática: em prova, trate-o como aproximadamente constante por salto se o roteador não muda de carga de forma brusca; mas tecnicamente pode variar se o equipamento estiver muito ocupado ou fazendo tarefas extras.
Passo 4
Atraso de transmissão (também chamado de atraso de serialização):
- O que é: tempo necessário para colocar todos os bits do pacote no enlace (ou seja, tempo para “colar” os
bits na linha de transmissão de taxa ). - Fórmula e explicação das variáveis:
onde
é o tamanho do pacote em bits e
é a taxa do link em bits por segundo.
- Consequência prática: para um pacote de tamanho fixo e uma taxa de link fixa,
é constante por link. Se a taxa ou o tamanho variam, muda.
Passo 5
Atraso de propagação:
- O que é: tempo que um bit leva para percorrer fisicamente o meio do link (distância) — não depende do tamanho do pacote.
- Fórmula:
onde
é a distância entre os dois extremos do link e
é a velocidade de propagação no meio (por exemplo,
em fibra).
- Consequência prática: para um link com distância fixa e meio fixo,
é constante.
Passo 6
Atraso de enfileiramento:
- O que é: tempo que o pacote fica esperando na fila do roteador antes de começar a ser transmitido no enlace de saída, devido a outros pacotes competindo pelo link.
- Característica: altamente variável — depende do nível de tráfego/congestionamento naquele instante, do padrão de chegadas, e da disciplina de fila.
- Modelo simples (para ter intuição em prova): para uma fila
com taxa de chegada e serviço (pacotes por segundo), a ocupação é e o tempo médio de espera na fila é
Explicação das variáveis:
= taxa média de chegada,
= taxa de serviço (por exemplo
se serviço = transmissão de um pacote de tamanho
numa taxa
). Observe que conforme
(utilização próxima de 100%),
cresce fortemente — por isso o enfileiramento é a parte imprevisível e potencialmente grande do atraso.
Passo 7
Montando o atraso fim a fim para uma rota fixa com
enlaces (soma por salto):
- Fórmula geral:
- Interpretação simples: some, para cada salto, o tempo de processamento, enfileiramento, transmissão e propagação. Com rota fixa,
é constante, e parâmetros de distância e taxa por link costumam ser conhecidos ou dados.
Passo 8
Classificação constante vs variável (resposta direta + justificativa curta):
- Tipicamente considerados constantes (sob as hipóteses comuns de prova: rota fixa, tamanho do pacote fixo, taxas e distâncias fixas):
- atraso de processamento
(pequeno e relativamente estável); - atraso de transmissão
(constante se e fixos); - atraso de propagação
(constante se distância e velocidade fixas).
- atraso de processamento
- Tipicamente considerado variável:
- atraso de enfileiramento
(depende do tráfego momentâneo; pode variar de praticamente zero a valores muito grandes quando há congestionamento).
- atraso de enfileiramento
- Observação prática (caveat para prova): se o enunciado permite que o tamanho do pacote ou a carga de CPU dos roteadores variem, então
e também podem variar — mas a resposta padrão em cursos de redes é listar o enfileiramento como a parcela variável dominante e tratar os outros três como constantes sob hipóteses fixas.
Passo 9
Dica rápida para a prova (como aplicar isso sem pirar):
- Ao calcular atraso fim a fim numericamente: calcule primeiro os termos constantes por salto (
, , ) e some vezes. Para o termo de enfileiramento, ou o enunciado fornece um valor médio para cada salto, ou terá que usar hipótese/modelo (por exemplo média de fila) ou dizer que é variável e indicar que depende do tráfego naquele instante. - Se pedirem apenas identificar componentes e classificar, responda exatamente como na Passo 8.
Resposta
Componentes: atraso de processamento; atraso de enfileiramento; atraso de transmissão; atraso de propagação.
Constante (tipicamente, com rota fixa e pacote/taxa fixos): atraso de processamento; atraso de transmissão
; atraso de propagação
.
Variável (depende do tráfego/congestionamento): atraso de enfileiramento.
Variável (depende do tráfego/congestionamento): atraso de enfileiramento.