Atraso fim a fim

Até o momento, nossa discussão focalizou o atraso nodal, isto é, o atraso em um único roteador. Concluiremos essa discussão considerando brevemente o atraso da origem ao destino. Para entender esse conceito, suponha que haja N – 1 roteadores entre a máquina de origem e a máquina de destino. Imagine também que a rede não esteja congestionada (e, portanto, os atrasos de fila sejam desprezíveis), que o atraso de processamento em cada roteador e na máquina de origem seja dproc, que a taxa de transmissão de saída de cada roteador e da máquina de origem seja R bits/s e que o atraso de propagação em cada enlace seja dprop. Os atrasos nodais se acumulam e resultam em um atraso fim a fim

dfim a fim = N (dproc + dtrans + dprop) 

onde, mais uma vez, dtrans = L/R e L é o tamanho do pacote. Convidamos você a generalizar essa fórmula para o caso de atrasos heterogêneos nos nós e para o caso de um atraso de fila médio em cada nó.

Traceroute

Para perceber o que é realmente o atraso em uma rede de computadores, podemos utilizar o Traceroute, programa de diagnóstico que pode ser executado em qualquer máquina da Internet. Quando o usuário especifica um nome de hospedeiro de destino, o programa no hospedeiro de origem envia vários pacotes especiais em direção àquele destino. Ao seguir seu caminho até o destino, esses pacotes passam por uma série de roteadores. Um deles recebe um desses pacotes especiais e envia uma curta mensagem à origem. Essa mensagem contém o nome e o endereço do roteador.

Mais especificamente, suponha que haja N – 1 roteadores entre a origem e o destino. Então, a fonte enviará N pacotes especiais à rede e cada um deles estará endereçado ao destino final. Esses N pacotes especiais serão marcados de 1 a N, sendo a marca do primeiro pacote 1 e a do último, N. Assim que o enésimo roteador recebe o enésimo pacote com a marca n, não envia o pacote a seu destino, mas uma mensagem à origem. Quando o hospedeiro de destino recebe o pacote N, também envia uma mensagem à origem, que registra o tempo transcorrido entre o envio de um pacote e o recebimento da mensagem de retorno correspondente. A origem registra também o nome e o endereço do roteador (ou do hospedeiro de destino) que retorna a mensagem. Dessa maneira, a origem pode reconstruir a rota tomada pelos pacotes que vão da origem ao destino e pode determinar os atrasos de ida e volta para todos os roteadores intervenientes. Na prática, o programa Traceroute repete o processo que acabamos de descrever três vezes, de modo que a fonte envia, na verdade, 3 · N pacotes ao destino. O RFC 1393 descreve detalhadamente o Traceroute.

Eis um exemplo de resultado do programa Traceroute, no qual a rota traçada ia do hospedeiro de origem gaia.cs.umass.edu (na Universidade de Massachusetts) até cis.poly.edu (na Polytechnic University no Brooklyn). O resultado tem seis colunas: a primeira coluna é o valor n descrito acima, isto é, o número do roteador ao longo da rota; a segunda coluna é o nome do roteador; a terceira coluna é o endereço do roteador (na forma xxx.xxx. xxx.xxx); as últimas três colunas são os atrasos de ida e volta para três tentativas. Se a fonte receber menos do que três mensagens de qualquer roteador determinado (devido à perda de pacotes na rede), o Traceroute coloca um asterisco logo após o número do roteador e registra menos do que três tempos de duração de viagens de ida e volta para aquele roteador.

No exemplo anterior há nove roteadores entre a origem e o destino. Quase todos eles têm um nome e todos têm endereço. Por exemplo, o nome do Roteador 3 é border4-rt-gi-1-3.gw.umass.edu e seu endereço é 128.119.2.194. Examinando os dados apresentados para esse roteador, verificamos que na primeira das três tentativas, o atraso de ida e volta entre a origem e o roteador foi de 1,03 milissegundos. Os atrasos para as duas tentativas subsequentes foram 0,48 e 0,45 milissegundos e incluem todos os atrasos que acabamos de discutir, ou seja, atrasos de transmissão, de propagação, de processamento do roteador e de fila. Como o atraso de fila varia com o tempo, o atraso de ida e volta do pacote n enviado a um roteador n pode, às vezes, ser maior do que o do pacote n+1 enviado ao roteador n+1. Realmente, observamos esse fenômeno no exemplo acima: os atrasos do roteador 6 são maiores que os atrasos do roteador 7!

Você quer experimentar o Traceroute por conta própria? Recomendamos muito que visite o site http:// www. traceroute.org, que provê uma interface Web para uma extensa lista de fontes para traçar rotas. Escolha uma fonte, forneça o nome de hospedeiro para qualquer destino e o programa Traceroute fará todo o trabalho. Existem muitos programas de software gratuitos que apresentam uma interface gráfica para o Traceroute; um dos nossos favoritos é o PingPlotter [PingPlotter, 2009].

Sistema final, aplicativo e outros atrasos

Além dos atrasos de processamento, transmissão e de propagação, os sistemas finais podem adicionar outros atrasos significativos. Os modems discados apresentam um atraso de modulação/codificação, que pode ser da ordem de dezenas de microssegundos. (Os atrasos de modulação/codificação para outras tecnologias de acesso — incluindo a Ethernet, o modem a cabo e a DSL — são menos significativos e normalmente desprezíveis.) Um sistema final que quer transmitir um pacote para uma mídia compartilhada (por exemplo, como em um cenário WiFi ou Ethernet) pode, intencionalmente, atrasar sua transmissão como parte de seu protocolo por compartilhar a mídia com outros sistemas finais. Um outro importante atraso é o atraso de empacotamento de mídia, o qual está presente nos aplicativos VoIP (voz sobre IP). No VoIP, o remetente deve primeiro carregar um pacote com voz digitalizada e codificada antes de transmitir o pacote para a Internet. A etapa de carregar um pacote — chamada de atraso de empacotamento — pode ser significativa e ter impacto sobre a qualidade visível pelo usuário de uma chamada VoIP. 

Fonte: Redes de Computadores e a Internet "Uma abordagem Top-Down"
Capítulo: 1.4.3

ATIVIDADE DE FIXAÇÃO