#33 STM-1'in 155,52-Mbit/s line rate'ini ve 9×260-byte C-4 container'ını koruma; RFC 791'in 576-octet host acceptance kuralını MTU iddiasından ayırma; 24+552 ayrımını koşullu model olarak kullanma; RFC 2615/RFC 1662 POS/PPP akışının VC sınırını geçebildiğini gösterme; 143,52 Mbit/s ve %92,284 değerlerini yalnız sıfır ek yük upper bound'ı olarak hesaplama; actual goodput'u PPP, stuffing, MTU, loss, QoS ve protection kapılarıyla sınırlama

Aşağıda defterde yazılan bütün satırlar ve bunlara eşlik eden sesli anlatımın tam metni bulunur.

1. 1. Problem modelini ve IP user-data service boundary'sini sabitle

   

   Tekrar hoş geldiniz.

   Önceki kaynağın %83,17 sonucu standard continuous ATM mapping değildir; D32'de explicit AAL1 non-P upper bound %85,395 olarak düzeltildi.

   Bugün, aynı çerçeve — farklı dolgu.

   Bu sınıf modelinde 53-byte ATM unit yerine 576-byte conditional IP PDU ele alıyoruz; gerçek IP-over-SDH mapping'i PPP encapsulation kullanır.

   24-byte non-user +552-byte user ayrımı yalnız problem varsayımıdır; IP, transport, tunnel ve link overhead service boundary'ye göre ayrı sayılmalıdır.

   Dört soru, geçen seferki gibi.

   a şıkkı: doğru C-4 capacity içinde continuous PDU/PPP byte stream'i kur; PDU frame boundary'yi geçebilir.

   b şıkkı: conditional 24+552 modelinde long-run average user bit/STM frame değerini hesapla.

   c şıkkı: aynı conditional zero-extra-overhead modelinde line efficiency upper bound'ını hesapla.

   d şıkkı: conditional upper-bound user rate'i bul; actual POS goodput için PPP/IP/application overhead'i ölç.

   ATM karşılaştırmasını yalnız aynı açık service-boundary varsayımlarıyla yap.

   Büyük paketler daha mı iyi yapacak?

   Standard continuous mapping'de recurring frame-tail waste yoktur; boundary phase sonraki frame'de sürer.

   Yürüyelim.

   Sesli anlatım metni

   Tekrar hoş geldiniz. Önceki videoda bir S T M bir çerçevesini A T M hücreleri ile doldurduk ve yüzde seksen üç nokta on yedi kullanıcı verisi verimi elde ettik. Bugün, aynı çerçeve — farklı dolgu. Elli üç byte A T M hücrelerini beş yüz yetmiş altı byte I P paketleri ile değiştiriyoruz. Her I P paketinin yirmi dört byte başlığı var — I P başlığı artı protokol yığın yükü — ve içinde beş yüz elli iki byte gerçek kullanıcı verisi taşıyor. Dört soru, geçen seferki gibi. a şıkkı: bir S T M bir çerçevesinin payload alanına kaç tam I P paketi sığar? b şıkkı: bu çerçeve başına bize kaç bit gerçek kullanıcı verisi verir? c şıkkı: toplam S T M bir kapasitesinin yüzde kaçı gerçek kullanıcı verisidir? d şıkkı: kullanıcı bilgisi hangi hızda iletiliyor, saniyede megabit cinsinden? Ve elbette, A T M sonucuyla karşılaştıracağız. Büyük paketler daha mı iyi yapacak? Kullanılmayan kuyruk bizi ısıracak mı? Yürüyelim.

2. 2. STM-1, AU-4, VC-4 ve C-4 kapasitesini standartla doğrula

   

   Önce STM bir çerçevesinin hızlı bir özeti.

   Dokuz satır çarpı iki yüz yetmiş sütun byte.

   Çerçeve başına iki bin dört yüz otuz byte, ve byte başına sekiz bit ile, çerçeve başına tam tamına on dokuz bin dört yüz kırk bit.

   İlk 9 column×9 row alan RSOH, AU-4 pointer ve MSOH taşıyan transport-overhead/pointer area'dır; tamamı section overhead değildir.

   VC-4 POH üç değil 1 column×9 row yani 9 byte'tır.

   C-4 client container 260 column×9 row=2340 byte/frame'dir; client byte-stream capacity 149,76 Mbit/s'dir.

   Ve çerçeve hâlâ saniyede sekiz bin çerçeve hızında akıyor — her biri yüz yirmi beş mikrosaniye.

   STM-1 line frame sabittir; client container ve usable goodput mapping standardına göre ayrıca tanımlanır.

   Client mapping, framing, fragmentation/padding ve higher-layer overhead birlikte değişebilir.

   Sesli anlatım metni

   Önce S T M bir çerçevesinin hızlı bir özeti. Dokuz satır çarpı iki yüz yetmiş sütun byte. Çerçeve başına iki bin dört yüz otuz byte, ve byte başına sekiz bit ile, çerçeve başına tam tamına on dokuz bin dört yüz kırk bit. İlk dokuz sütun kesim yükü — çerçeve başına toplam seksen bir byte. Üç sütun daha yol yükü — çerçeve başına yirmi yedi byte. Geriye kalan iki yüz elli sekiz sütun çarpı dokuz satır, iki bin üç yüz yirmi iki byte — doldurmak için elimizde olan payload alanı bu. Ve çerçeve hâlâ saniyede sekiz bin çerçeve hızında akıyor — her biri yüz yirmi beş mikrosaniye. Bu sayılar videolar arasında değişmez. Sadece payload'u nasıl bölümlediğimiz değişir.

3. 3. RFC 791'in 576-byte hükmünü 24+552 problem varsayımından ayır

   

   Şimdi IP paketi.

   RFC 791, hostların 576 octet'e kadar datagramları whole veya fragments olarak kabul etmesini ister; bu universal safe WAN packet veya link-MTU kuralı değildir.

   576=24 stated non-user+552 stated user ayrımı problem koşuludur; 20-byte option-free IPv4 header standarddır, 24-byte IP header IHL=6 olabilir fakat üst katman encapsulation IP header değildir.

   Yalnız bu stated service boundary'de 576 transmitted class byte başına 552 user byte varsayılır; PPP ve application overhead hariçtir.

   Koşullu zero-extra-overhead PDU fraction 552/576=23/24≈%95,833'tür.

   ATM için 47/53≈%88,68 yalnız explicit AAL1 non-P/all-user-cell condition'dır; doğrudan universal IP-vs-ATM sonucu değildir.

   24-byte overhead yalnız bu sınıf modelinde fixed kabul edilmiştir; gerçek header/encapsulation/stuffing yükü format ve içeriğe göre değişebilir.

   Fixed per-PDU overhead varsa daha büyük PDU onu amortize eder; fragmentation, stuffing, loss/retransmission, latency ve MTU gates sonucu değiştirebilir.

   Yalnız koşullu client fractions arasında yaklaşık 7,15 puan fark vardır; standard mapping'de recurring tail waste yoktur.

   Sesli anlatım metni

   Şimdi I P paketi. Toplam beş yüz yetmiş altı byte — tarihsel olarak R F C yedi yüz doksan birden minimum yeniden birleştirme boyutu, geniş alan linkleri üzerinde I P için varsayılan güvenli paket boyutu. O beş yüz yetmiş altı byte'ın: yirmi dört byte protokol başlığı — yirmi byte standart I P başlığı artı seçenekler ya da üst katman kapsülleme için küçük bir pay — ve beş yüz elli iki byte gerçek kullanıcı verisi taşır. Paket başına: gönderilen beş yüz yetmiş altı byte, beş yüz elli ikisi gerçek bilgi. Paket düzeyi verim: beş yüz elli iki bölü beş yüz yetmiş altı, yaklaşık yüzde doksan beş nokta seksen üç. A T M hücresiyle karşılaştırın — yüzde seksen sekiz nokta yedi. I P paketi paket düzeyinde daha verimli çünkü payload ne kadar büyük olursa olsun başlık yirmi dört byte'da sabit. Paket ne kadar büyük, başlık oransal olarak o kadar küçük görünür. Daha kuyruk israfını saymadan, zaten yedi puan verim kazanıyoruz.

4. 4. POS/PPP akışını C-4 frame sınırları boyunca sürekli eşle

   

   a şıkkı — çerçeve başına paket.

   Standard C-4 client container frame başına 2340 byte'tır.

   Her paket: beş yüz yetmiş altı byte.

   2340/576=4,0625; bu long-run phase hesabıdır, per-frame packing quota değildir.

   PPP frame/PDU higher-order VC boundary'yi geçebilir; her STM frame'de floor uygulanmaz.

   Continuous conditional stream average 4,0625 PDU/STM frame taşır; fixed four-complete-PDU quota yoktur.

   Bir C-4 frame 4×576+36 byte taşır; 36 byte boundary-crossing next PDU'nun başlangıcı olabilir.

   Recurring 18-byte unused tail yoktur; ayrıca doğru C-4 kullanılsa arithmetic remainder 36 byte olurdu.

   PDU ve ATM cell streams frame boundary'yi geçebilir; per-frame integer-unit karşılaştırması standard mapping değildir.

   Standard mappings'de recurring 43-byte ATM veya 18-byte IP tail waste yoktur; overhead ledger framing/PDU fields ve traffic mix'i sayar.

   b şıkkı — çerçeve başına kullanıcı veri bitleri.

   Conditional problem modelinde her 576-byte PDU unit 552 stated-user byte taşır.

   Koşullu PDU başına 552×8=4416 stated-user bit doğrudur.

   Continuous C-4 mapping'de long-run average 2340×8×552/576=17940 stated-user bit/STM frame'dir.

   Sesli anlatım metni

   a şıkkı — çerçeve başına paket. Payload alanı: iki bin üç yüz yirmi iki byte. Her paket: beş yüz yetmiş altı byte. İki bin üç yüz yirmi iki bölü beş yüz yetmiş altı eşittir dört nokta sıfır üç bir. Aşağı yuvarla, dört — paketler atomiktir, yarım paket gönderemezsiniz. Her S T M bir çerçevesinde dört tam I P paketi. O dört paket tarafından işgal edilen toplam byte: dört çarpı beş yüz yetmiş altı eşittir iki bin üç yüz dört byte. On sekiz byte payload kullanılmadan oturur. Dikkat edin: çerçeveyi sadece dört atomik birim dolduruyor, A T M'deki kırk üç hücreye karşı. Daha büyük parçalar daha az parça demek, daha az kuyruk israfı demek — A T M için kırk üç byte, I P için sadece on sekiz byte boşa harcanan. b şıkkı — çerçeve başına kullanıcı veri bitleri. Her paket beş yüz elli iki byte kullanıcı verisi taşır. Beş yüz elli iki çarpı sekiz eşittir paket başına dört bin dört yüz on altı kullanıcı biti. Çerçeve başına dört paket çarpı dört bin dört yüz on altı — bu çerçeve başına on yedi bin altı yüz altmış dört bit gerçek kullanıcı bilgisi demek.

5. 5. Koşullu user-rate upper bound ve line efficiency'yi hesapla

   

   c şıkkı — verim.

   Conditional zero-extra-overhead line efficiency 17940/19440=143,52/155,52≈%92,284'tür; %90,87 yanlış reset modelinden gelir.

   D32 corrected conditional AAL1 upper bound %85,395'tir; assumptions farklı olduğu için karşılaştırma yalnız stated service boundaries ile yapılır.

   Tasarruf nereden geldi?

   İki yerden.

   Conditional ledger'da stated non-user share 24/576≈%4,167'dir; bunun tamamı universal IP header değildir.

   ATM 5-byte header+48-byte information field'dır; ek 1 byte yalnız AAL1 non-P condition'ında vardır.

   Fixed overhead amortization bir etkendir; end-to-end efficiency MTU, fragmentation, stuffing, loss ve application semantics'e de bağlıdır.

   Standard continuous C-4 mappings'de bu recurring IP/ATM tail waste'leri yoktur.

   d şıkkı — veri hızı.

   Conditional long-run average 125 µs başına 17940 stated-user bit'tir.

   Conditional upper-bound rate 17940/125 µs=143,52 Mbit/s'dir.

   D32 corrected conditional AAL1 bound 132,806 Mbit/s'dir; D33 class bound 143,52 Mbit/s'dir ve actual POS delivery PPP/application overhead'e bağlıdır.

   Aynı STM-1 line rate'te mapping ve service overhead aynı değildir; delivered user rate ayrı ledger ve measurement gerektirir.

   Sesli anlatım metni

   c şıkkı — verim. On yedi bin altı yüz altmış dört kullanıcı biti bölü on dokuz bin dört yüz kırk toplam bit eşittir sıfır nokta doksan sıfır sekiz yedi, ya da yüzde doksan nokta seksen yedi. A T M'nin yüzde seksen üç nokta on yedisiyle karşılaştırın — yedi nokta yedi yüzdelik puan iyileşme. Tasarruf nereden geldi? İki yerden. Bir: I P başlığı paket başına yirmi dört byte, beş yüz yetmiş altı byte için — yaklaşık yüzde dört nokta on yedi. A T M, hücre başına altı byte, elli üç byte için — yaklaşık yüzde on bir nokta üç. Daha büyük paketler başlığı sadece daha çok kullanıcı byte'ına yayar. İki: payload kuyruğunun sadece on sekiz byte'ı boşa, A T M için kırk üç byte yerine. d şıkkı — veri hızı. Her çerçeve yüz yirmi beş mikrosaniyede on yedi bin altı yüz altmış dört kullanıcı biti taşır. On yedi bin altı yüz altmış dört bölü yüz yirmi beş mikrosaniye eşittir saniyede yüz kırk bir nokta üç bir iki megabit. A T M'nin yüz yirmi dokuz nokta üç dört dördüyle karşılaştırın — I P aynı yüz elli beş megabit'lik borudan yaklaşık on iki megabit daha fazla yararlı veri teslim eder. Aynı hat hızı, aynı yük, ama kullanıcı daha çoğunu alır.

6. 6. Actual goodput'u PPP, MTU, QoS ve protection kapılarıyla sınırla

   

   Bu çalışmadan üç alım.

   Larger PDUs fixed overhead'i amortize edebilir; efficiency/latency ilişkisi MTU, fragmentation, scheduler, loss ve retransmission'a koşulludur.

   Path MTU ve encapsulation izin verirse 1500-byte datagram taşınabilir; bigger size tek başına end-to-end efficiency guarantee etmez.

   Bir packet'ın serialization'ı scheduler/preemption yoksa competing traffic'i geciktirebilir; queue ve offered load ayrıca belirleyicidir.

   Small fixed ATM cells serialization granularity sağlar; ATM/IP design history ve delay behavior tek nedene indirgenemez.

   Standard continuous byte-stream mapping'de frame-tail boşluğu değil, framing/stuffing/padding ve traffic utilization ölçülür.

   Recurring 43-byte ATM ve 18-byte IP waste yoktur; both streams boundary phase'i sürdürür.

   Client container 2340 byte'tır fakat standard POS framing PDU'yu frame boundary'de sıfırlamaz; divisibility koşulu gerekmez.

   Packet sizes protocol, MTU, application ve encapsulation constraints ile seçilir; categorical ‘no network’ iddiası kurulmaz.

   D34'te 53-byte ATM cells ile 77-byte hypothetical units karışımı varsa, 77-byte unit ATM cell değildir; mapping/boundary assumptions ayrıca denetlenmelidir.

   Heterogeneous traffic efficiency, unit mix kadar mapping, encapsulation, idle share ve service-boundary definition'a bağlıdır.

   Aynı çerçeve, farklı dolgular — cevaplar gittikçe daha ilginç oluyor.

   Sesli anlatım metni

   Bu çalışmadan üç alım. Bir: daha büyük paketler daha verimlidir — gecikme öngörülebilirliği pahasına. On beş yüz byte'a kadar I P paketleri aynı çerçeveden akabilir, verimi daha da yukarı iter. Ama hattı işgal eden tek bir büyük paket, ses çağrısının sırasını beklemesi demek. A T M ses gecikmesini düşük tutmak için küçük sabit hücreleri seçti; I P değişken büyük paketleri seçti çünkü veri akışları başlığı yaymanın faydasını gördü. İki: kullanılmayan payload kuyruğu, boyut eşleşmesinin ne kadar iyi olduğunu söyler. A T M ile kırk üç byte boşa, beş yüz yetmiş altı byte I P ile on sekiz byte boşa. İki bin üç yüz yirmi iki'yi tam bölen bir paket boyutu seçtiyseniz, kuyruk sıfıra gider. Mesela dört yüz on dört byte paketler — ama gerçek hiçbir ağ böyle keyfi sayılar kullanmaz. Üç: sonraki videoda aynı çerçevede iki farklı paket boyutunu karıştıracağız — elli üç byte A T M hücreleri yetmiş yedi byte hücrelerle yan yana. Payload heterojen olduğunda cevabın nasıl değiştiğini, ve hangi konfigürasyonun aynı on dokuz bin dört yüz kırk bitten en çok kullanıcı verisini sıktığını göreceğiz. Aynı çerçeve, farklı dolgular — cevaplar gittikçe daha ilginç oluyor.

Kaynak video: Haberleşme Temelleri #33 Örnek Soru Çözümü: STM-1 + 576-byte IP Paketleri — %90.87 Gerçek Veri (7:07)