تأخير في قائمة الانتظار

في هندسة الاتصالات وهندسة الحاسوب ، يُعرف تأخير الانتظار بأنه الوقت الذي تنتظره مهمة ما في قائمة الانتظار حتى يتم تنفيذها. وهو عنصر أساسي في تأخير الشبكة . في الشبكة المُبدَّلة، يُمثل تأخير الانتظار الوقت بين اكتمال الإشارة من مُنشئ المكالمة ووصول إشارة الرنين إلى مُستقبل المكالمة. قد ينتج تأخير الانتظار عن تأخيرات في مُبدِّل المُنشئ، أو المُبدِّلات الوسيطة، أو مُبدِّل خدمة مُستقبل المكالمة. في شبكة البيانات، يُمثل تأخير الانتظار مجموع التأخيرات بين طلب الخدمة وإنشاء دائرة إلى جهاز طرفية البيانات (DTE) المطلوب. في شبكة تبديل الحزم، يُمثل تأخير الانتظار مجموع التأخيرات التي تواجهها الحزمة بين وقت إدخالها في الشبكة ووقت تسليمها إلى العنوان. ^{[ 1 ]}

يُستخدم هذا المصطلح غالبًا للإشارة إلى أجهزة التوجيه (الراوتر) . عند وصول الحزم إلى جهاز التوجيه، يجب معالجتها وإرسالها. لا يستطيع جهاز التوجيه معالجة سوى حزمة واحدة في كل مرة. إذا وصلت الحزم بسرعة تفوق قدرة جهاز التوجيه على معالجتها (كما في حالة الإرسال المتتابع )، يضعها جهاز التوجيه في قائمة الانتظار (وتُسمى أيضًا المخزن المؤقت ) إلى حين إمكانية إرسالها. قد يختلف التأخير من حزمة إلى أخرى، لذا تُحسب المتوسطات والإحصائيات عادةً عند قياس وتقييم تأخير قائمة الانتظار. ^{[ 2 ]}

مع ازدياد امتلاء قائمة الانتظار نتيجةً لتدفق البيانات بوتيرة أسرع من قدرة النظام على معالجتها، يزداد التأخير الذي تواجهه الحزمة أثناء مرورها عبر القائمة. وتعتمد سرعة معالجة محتويات قائمة الانتظار على معدل نقل البيانات في النظام. وهذا ما يُعرف بمنحنى التأخير الكلاسيكي. يُعطى متوسط ​​التأخير الذي يُحتمل أن تواجهه أي حزمة بالصيغة 1/(μ-λ)، حيث μ هو عدد الحزم التي يمكن للنظام استيعابها في الثانية الواحدة، وλ هو متوسط ​​معدل وصول الحزم للمعالجة. ^{[ 3 ]} يمكن استخدام هذه الصيغة عندما لا تُفقد أي حزم من قائمة الانتظار.

يتناسب الحد الأقصى لتأخير الانتظار في الطابور طرديًا مع حجم المخزن المؤقت. فكلما زاد طول طابور الحزم المنتظرة للإرسال، زاد متوسط ​​وقت الانتظار. كما يُعد طابور الحزم في جهاز التوجيه سببًا محتملاً لفقدان الحزم. ونظرًا لأن جهاز التوجيه لديه سعة تخزين مؤقتة محدودة لحفظ الطابور، فقد يواجه جهاز التوجيه الذي يستقبل الحزم بمعدل مرتفع جدًا امتلاء الطابور. في هذه الحالة، لا يملك جهاز التوجيه خيارًا سوى تجاهل الحزم الزائدة.

عندما يستخدم بروتوكول الإرسال ظاهرة فقدان الحزم الناتجة عن امتلاء المخازن المؤقتة لتنظيم معدل الإرسال، كما هو الحال في بروتوكول TCP الخاص بالإنترنت، يتم توزيع عرض النطاق الترددي بشكل عادل عند سعة قريبة من السعة النظرية مع أدنى حد من تأخيرات ازدحام الشبكة . في غياب آلية التغذية الراجعة هذه، تصبح التأخيرات غير متوقعة وتزداد بشكل حاد، وهي ظاهرة تُلاحظ أيضًا عند اقتراب الطرق السريعة من سعتها القصوى؛ حيث تُعدّ مداخل الطرق السريعة المُقنّنة الحل الأمثل في هذه الحالة، تمامًا كما يُعدّ التنظيم الذاتي لبروتوكول TCP الحل الأمثل عندما تكون حركة البيانات عبارة عن حزم بيانات بدلًا من سيارات. يصعب نمذجة هذه النتيجة رياضيًا، وهي تبدو غير بديهية تمامًا لمن يفتقرون إلى الخبرة في الرياضيات أو الشبكات الحقيقية. يؤدي عدم فقدان الحزم، واللجوء بدلًا من ذلك إلى تخزين عدد متزايد منها مؤقتًا، إلى تضخم المخزن المؤقت .

في ترميز كيندال ، يُمكن استخدام نموذج طابور الانتظار M/M/1/K، حيث K هو حجم المخزن المؤقت، لتحليل تأخير الطابور في نظام مُحدد. ويُستخدم ترميز كيندال لحساب تأخير الطابور عند فقدان الحزم من الطابور. يُعد نموذج طابور الانتظار M/M/1/K النموذج الأساسي والأهم لتحليل الشبكات. ^{[ 4 ]}

• تأخير البث
• تأخير الترميز
• التأخير من البداية إلى النهاية
• زمن استجابة الشبكة
• قانون ليتل – صيغة ترتيب الطوابير
• تأخير الشبكة
• فقدان الحزمة
• تأخير في المعالجة
• نظرية الطوابير
• تأخير الإرسال

• الاتصالات اللاسلكية ؛ ثيودور إس. آر. بابابورت

 تتضمن هذه المقالة موادًا متاحة للعموم من المعيار الفيدرالي 1037C ، إدارة الخدمات العامة . مؤرشفة من الأصل بتاريخ 22 يناير 2022. (دعماً لـ MIL-STD-188 ).