Che cos'è "1 Erlang" per il traffico dati di rete?

Comprendo (o almeno credo di sì) il concetto di unità di carico Erlang quando viene applicato alle comunicazioni vocali. Le comunicazioni vocali avvengono in tempo reale e misurate in tempo reale, quindi naturalmente possiamo semplicemente dividere la quantità totale di traffico vocale gestito dal sistema (misurato in minuti) in un determinato periodo di tempo per la lunghezza di quel periodo di tempo (anche misurato in minuti) e ottenere il fattore di carico adimensionale noto come Erlang. Naturalmente, 60 minuti di voce trasportati in 60 minuti di tempo sono 1 Erlang.

Ma come si può applicare questa unità Erlang al traffico dati? Cosa dividiamo per cosa? Che cos'è 1 Erlang per una rete dati? È persino applicabile? Il motivo per cui chiedo è che vedo varie formule correlate a Erlang (Erlang-B ed Erlang-C) utilizzate per eseguire l'analisi del carico delle reti di dati. Ma faccio fatica ad applicare l'idea dell'unità Erlang a una rete il cui traffico non viene misurato in unità di tempo.

Il problema di livello superiore su cui sto lavorando è la stima del carico su un dispositivo che gestisce contemporaneamente il traffico voce e dati. E il traffico di dati in questo caso è il traffico Internet generale, non legato in alcun modo alle comunicazioni vocali. Ad esempio, considera una stazione base cellulare, AKA un sito cellulare. Il dispositivo dispone di canali indipendenti per la gestione del traffico voce e dati. Come si può stimare il carico in Erlangs per tale dispositivo, se possibile? In che modo si portano i diversi tipi di traffico a una sorta di misura comune praticamente significativa?

— Formica
fonte

stai parlando dell'unità erlang? ( en.wikipedia.org/wiki/Erlang_(unit) )

— Bulki

@Bulki: Sì, è corretto.

— AnT

sfondo

Un Erlang misura il carico su un collegamento a commutazione di circuito . Citando la pagina di Russ Rowlett :

L'erlang è una "unità" senza dimensioni che rappresenta una densità di traffico di un secondo al secondo (o un'ora all'ora, ecc.).

La definizione classica di Erlang fu sviluppata nei primi anni del 1900 dal professor AK Erlang . La definizione di Erlang non si applica in modo generico al traffico di dati, poiché non esiste una definizione standard di "chiamata" nel traffico di dati, né esiste un blocco delle chiamate come si potrebbe trovare in un collegamento a commutazione di circuito completamente utilizzato . Se facciamo alcune ipotesi sulla rete di dati e sul tipo di chiamate, possiamo inserire la misurazione in una rete di dati.

Erlang-B ed Erlang-C si sono evoluti dall'analisi classica delle reti a commutazione di circuito; possono anche essere adattati per l'uso in reti di dati

Domande e risposte

Domanda 1

Q1 : come si applica al traffico dati?
A1 : Devi prima definire cos'è una chiamata, la larghezza di banda consumata da una chiamata e i criteri per bloccare una chiamata. In genere si definisce la larghezza di banda per chiamata dati facendo riferimento a quanta larghezza di banda viene consumata dal Codec vocale in questione.

Domanda 2

Q2 : Cosa dividiamo per cosa?
A2 : Se stai chiedendo rigorosamente i calcoli di base di Erlang , vedi sotto. Erlang-B ed Erlang-C sono un po 'più facili da applicare a una rete di dati, a causa delle dinamiche di accodamento comuni sia alle reti a commutazione di circuito sia a quelle di dati.

Ai fini di un calcolo di base di Erlang ... Innanzitutto, supponiamo che la voce abbia la priorità assoluta sulla rete di dati in questione. Quindi, definiamo il tipo di collegamento con cui abbiamo a che fare (perché l'overhead di una chiamata su Ethernet è diverso da un collegamento Packet-over-SONET ). Infine, definiamo alcuni criteri di rifiuto delle chiamate ... il più semplice è che la chiamata viene rifiutata se non si dispone di una larghezza di banda incrementale sufficiente per un'altra chiamata (fare riferimento a Voice Codec ).

Dopo aver definito quei confini ...

C è la capacità totale (in bit per secondo) dedicata al traffico vocale
A è la larghezza di banda consumata da una singola chiamata vocale, (rif. Voice Codec )

La formula per calcolare la capacità di Erlang (per unità di tempo) ...

Erlang capacity (per unit of time) = C / A

Appliciamolo a un collegamento Ethernet a 100 Mbps, utilizzando le chiamate vocali G.729 (ovvero 39200 bps per chiamata).

C = 100000000
A = 39200

Capacità massima di Erlang di un collegamento FastEthernet (utilizzando chiamate G.729 , che si presume abbiano il 100% del collegamento):

100000000 bps / 39200 bps = 2551.02 Erlangs

Ipotesi sulla larghezza di banda :

Le mie ipotesi sul pacchetto G.729 (rif. Numeri di Voice Codec di Cisco ) ...

Ethernet over-frame overhead - Preambolo , SFD , IFG : 20 byte
Intestazione Ethernet II e CRC: 18 byte
Intestazione IP v4: 20 byte
Intestazione UDP : 8 byte
Intestazione RTP : 12 byte
Payload vocale G.729 : 20 byte

Frame Ethernet G.729 totale (incluso tutto l'overhead): 98 byte

Larghezza di banda totale di G.729 su Ethernet:

50 G.729 packets/sec * 98 Bytes/G.729 packet * 8 bits/Byte =  39200 bits/second

Nota: mi sono preso la libertà di modificare la larghezza di banda elencata da Cisco di 31,2 Kbps per chiamata G.729 , perché tralasciano l'overhead dell'inquadratura Ethernet in quel numero. Il modo più semplice per illustrare ciò senza complicare la matematica è includere l'overhead inter-frame Ethernet nella larghezza di banda G.729 consumata.

Domanda 3

Q3 : Cos'è un Erlang del traffico dati?
A3 : Ormai è probabilmente ovvio ... dipende da come viene inviata la chiamata sulla rete dati.

— Mike Pennington
fonte

Questa è stata la mia comprensione iniziale. Tuttavia, questo articolo sul sito Cisco cisco.com/en/US/docs/ios/solutions_docs/voip_solutions/… applica le unità Erlang al traffico dati nell'esempio "Utilizzo del modello di traffico C Erlang per dati". Dicono che dal momento che possono acquistare la larghezza di banda con incrementi di 64.000 bps, quindi 960.000 bps della larghezza di banda desiderata rappresentano 15 Erlang. Questo mi sembra del tutto arbitrario. Perché la "dimensione" di Erlang dipende da quale incremento possono acquistare la larghezza di banda?

— Un

Cisco sta utilizzando la larghezza di banda consumata da un codec G.711 nella definizione di una chiamata. Tuttavia, ci sono molti possibili codec vocali ; quasi nessuno usa un codec G.711 se si preoccupano dell'efficienza della larghezza di banda. Questo è il motivo per cui ho detto che non è possibile applicarlo "genericamente" al traffico di dati.

— Mike Pennington,

Grazie per la risposta. Vedo che le risposte sembrano essere specifiche per l'invio del traffico vocale sulla rete dati. Ma per quanto riguarda le applicazioni non vocali, come il traffico Internet generale? Esiste un modo significativo per includere tale traffico nel conteggio?

— Un

Idealmente, vorrei essere in grado di descrivere il carico di un dispositivo che gestisce contemporaneamente diversi tipi di traffico (come traffico voce e Internet) attraverso canali di comunicazione indipendenti allo stesso tempo. C'è un modo per ottenere un con un singolo valore Erlang per un tale dispositivo?

— Un

@AndreyT, penso che stai cercando di risolvere un problema calcolando il traffico Internet in Erlangs; tuttavia, sarà difficile a meno che la larghezza di banda consumata dal traffico in questione non sia costante nel tempo. Il VoIP è un caso speciale di traffico Internet generale; può essere quantificato in Erlangs perché è un flusso a larghezza di banda relativamente costante. Tuttavia, la stragrande maggioranza del traffico Internet non è una larghezza di banda costante. Potresti aiutarmi a capire quale problema stai risolvendo con i calcoli di Erlang?

— Mike Pennington,