Haberleşme Temelleri #33 Örnek Soru Çözümü: STM-1 + 576-byte IP Paketleri — %90.87 Gerçek Veri

Eğitmen: Dr. Süleyman Burak ÇELİK

Aynı STM-1 çerçevesi, farklı dolgu. Önceki videoda payload'u 53-byte ATM hücreleri ile doldurduk ve %83.17 verim aldık. Bugün o küçük hücreleri 576-byte IP paketleriyle değiştiriyoruz — ve verimin %90.87'ye, kullanıcı veri hızının 129.344 Mbps'ten 141.312 Mbps'ye fırladığını izliyoruz. Aynı 155.52 Mbps boruda saniyede 12 megabit daha fazla yararlı veri, sadece çerçevenin içine ne koyduğumuzu değiştirerek. IP paketi toplam 576 byte — tarihsel olarak RFC 791'in varsayılan güvenli boyutu. Bunun 24 byte'ı başlık yükü (IP başlığı artı protokol yığın payı) ve 552 byte'ı gerçek kullanıcı verisi taşır. Paket düzeyi verim: 552/576 ≈ %95.83, ATM'nin 47/53 ≈ %88.7'sinden çok daha iyi. Neden? Başlık payload boyutundan bağımsız sabit. Paket ne kadar büyükse, başlık oransal o kadar küçük görünür. Her seferinde aynı fikir: büyük paketler başlığı yayar. Şimdi paketleme matematiği. STM-1 payload alanı hâlâ 2 322 byte — o sayı değişmez. 2 322 / 576 = 4.031, aşağı yuvarla, çerçeve başına 4 tam IP paketi. Kullanılan: 4 × 576 = 2 304 byte. Kuyruk: ATM'deki 43 yerine sadece 18 byte boşa. Daha büyük parçalar daha az parça demek, daha az kuyruk israfı demek. Her paket 552 × 8 = 4 416 kullanıcı biti taşır, yani 4 × 4 416 = çerçeve başına 17 664 kullanıcı biti. Verim: 17 664 / 19 440 ≈ %90.87 — ATM üzerine 7.7 puanlık iyileşme. Veri hızı: 17 664 / 125 µs = 141.312 Mbps. Son üçte birinde takası anlatıyoruz. Büyük paketler verim kazanır ama gecikme öngörülebilirliğini kaybeder. Hattı işgal eden 1 500 byte'lık bir IP paketi, ses çağrısının sırasını beklemek zorunda olması demek. ATM ses gecikmesini düşük tutmak için küçük sabit hücreleri seçti; IP, veri akışları başlığı yaymanın faydasını gördüğü için daha büyük değişken paketleri seçti. Üç alım: (1) büyük paketler başlığı yayar — aynı 24 byte daha çok kullanıcı verisine yayılmış; (2) kullanılmayan kuyruk boyut eşleşmesini ölçer — 576B IP ile 18 byte, ATM ile 43; (3) verim, gecikme öngörülebilirliği pahasınadır — küçük hücre seçimi sadece mühendislik değil, hizmet sınıfı kararıdır. İşlenen konular: - STM-1 çerçeve özeti (9 × 270 = 2 430 byte, 19 440 bit, payload alanı 2 322 byte) - IP paket anatomisi: 24-byte başlık + 552-byte kullanıcı verisi = 576 byte - paket düzeyi verim %95.83 (ATM hücresi %88.7'ye karşı) - paket paketleme: floor(2 322 / 576) = 4 paket, 18-byte kuyruk - çerçeve başına kullanıcı verisi: 552 × 8 × 4 = 17 664 bit - çerçeve verimi %90.87 — ATM üzerine 7.7 puanlık iyileşme - kullanıcı veri hızı 141.312 Mbps vs ATM'nin 129.344 Mbps'i (≈ 12 Mbps daha fazla yararlı veri) - büyük-paket-vs-gecikme takası (ATM neden hâlâ küçük hücreleri seçti) Kaynaklar: ECE 271 ExQ38 == HW Q45. Bu video AcEdumy Haberleşme Temelleri serisinin bir parçasıdır.