O que é "1 Erlang" para o tráfego de dados da rede?

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Entendo (ou pelo menos acredito que sim) o conceito de unidade de carga Erlang quando aplicada às comunicações de voz. As comunicações de voz ocorrem em tempo real e são comparadas com o tempo real; portanto, podemos apenas dividir a quantidade total de tráfego de voz manipulado pelo sistema (medido em minutos) em determinado período de tempo pelo período de tempo (também medido em minutos) e obtenha o fator de carga adimensional conhecido como Erlang. Naturalmente, 60 minutos de voz transmitidos em 60 minutos são 1 Erlang.

Mas como aplicar esta unidade Erlang ao tráfego de dados? O que dividimos por quê? O que é 1 Erlang para uma rede de dados? É mesmo aplicável? O motivo pelo qual pergunto é que vejo várias fórmulas relacionadas ao Erlang (Erlang-B e Erlang-C) sendo usadas para executar a análise de carga das redes de dados. Mas estou tendo dificuldades para aplicar a idéia da unidade Erlang a uma rede cujo tráfego não é medido em unidades de tempo.

O problema de nível superior no qual estou trabalhando é a estimativa da carga em um dispositivo que lida com o tráfego de voz e dados simultaneamente. E o tráfego de dados, neste caso, é o tráfego geral da Internet, não vinculado de nenhuma maneira às comunicações de voz. Por exemplo, considere uma estação base celular, também conhecida como local da célula. O dispositivo possui canais independentes para lidar com o tráfego de voz e dados. Como estimar a carga em Erlangs para esse dispositivo, se é possível? Como levar os diferentes tipos de tráfego a algum tipo de medida comum praticamente significativa?

protocol-theory terminology voice telephony Formiga
fonte
você está falando sobre a unidade erlang? ( pt.wikipedia.org/wiki/Erlang_(unit) )
Bulki 10/10
@ Bulki: Sim, está correto.
AnT 10/10

Respostas:

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fundo

Um Erlang mede a carga em um link com comutação de circuitos . Citando a página de Russ Rowlett :

O erlang é uma "unidade" adimensional que representa uma densidade de tráfego de uma chamada por segundo por segundo (ou uma chamada por hora por hora, etc.).

A definição clássica de um Erlang foi desenvolvida no início de 1900 pelo professor AK Erlang . A definição de Erlang não se aplica genericamente ao tráfego de dados, porque não existe uma definição padrão de "chamada" no tráfego de dados, nem existe o bloqueio de chamadas, como você encontraria em um link totalmente comutado por circuito . Se fizermos algumas suposições sobre a rede de dados e o tipo de chamadas, podemos aplicar a medição em uma rede de dados.

Erlang-B e Erlang-C evoluíram da análise clássica de redes comutadas por circuitos; eles também podem ser adaptados para uso em redes de dados

Perguntas e Respostas

Questão 1

  • Q1 : como isso se aplica ao tráfego de dados?
  • A1 : Primeiro você precisa definir o que é uma chamada, a largura de banda consumida por uma chamada e os critérios para bloquear uma chamada. Normalmente, você define a largura de banda por chamada de dados referenciando a quantidade de largura de banda consumida pelo Codec de Voz em questão.

Questão 2

  • P2 : O que dividimos por quê?
  • A2 : Se você está perguntando estritamente sobre os cálculos básicos de Erlang , veja abaixo. O Erlang-B e o Erlang-C são um pouco mais fáceis de aplicar a uma rede de dados, devido à dinâmica de enfileiramento comum às redes de comutação de circuitos e de dados.

Para os propósitos de um cálculo básico de Erlang ... Primeiro, vamos supor que a voz tenha prioridade absoluta na rede de dados em questão. Em seguida, vamos definir o tipo de link com o qual estamos lidando (porque a sobrecarga de uma chamada na Ethernet é diferente de um link Packet-over-SONET ). Por fim, vamos definir alguns critérios de rejeição de chamadas ... o mais simples é que a chamada seja rejeitada se você não tiver largura de banda incremental suficiente para outra chamada (consulte o Voice Codec ).

Depois de definir esses limites ...

  • C é a capacidade total (em bits por segundo) dedicada ao tráfego de voz
  • A é a largura de banda consumida por uma única chamada de voz (ref. Codec de voz )

A fórmula para calcular a capacidade de Erlang (por unidade de tempo) ... 

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

Vamos aplicar isso a um link Ethernet de 100 Mbps, usando chamadas de voz G.729 (ou seja, 39200 bps por chamada).

  • C = 100000000
  • A = 39200

Capacidade máxima de Erlang de um link FastEthernet (usando chamadas G.729 , que se supõe ter 100% do link):

100000000 bps / 39200 bps = 2551.02 Erlangs

Pressupostos de largura de banda :

Minhas suposições sobre o pacote G.729 (ref. Números de codec de voz da Cisco ) ...

  • Sobrecarga entre quadros Ethernet - Preâmbulo , SFD , IFG : 20 bytes
  • Cabeçalho Ethernet II e CRC: 18 bytes
  • Cabeçalho IP v4: 20 bytes
  • Cabeçalho UDP : 8 bytes
  • Cabeçalho RTP : 12 bytes
  • Carga útil de voz G.729 : 20 bytes

Estrutura Ethernet G.729 total (incluindo todas as despesas gerais): 98 bytes

Largura de banda total de G.729 na Ethernet:

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

Nota: Tomei a liberdade de modificar a largura de banda listada da Cisco de 31,2 Kbps por chamada G.729 , porque eles deixam de fora a sobrecarga do quadro Ethernet nesse número. A maneira mais simples de ilustrar isso sem tornar a matemática mais complicada é incluir a sobrecarga entre quadros Ethernet na largura de banda G.729 consumida.

Questão 3

  • T3 : o que é um Erlang de tráfego de dados?
  • A3 : Provavelmente já é óbvio agora ... depende de como a chamada é enviada pela rede de dados.
Mike Pennington
fonte
Esse foi o meu entendimento inicial. No entanto, este artigo no site da Cisco cisco.com/en/US/docs/ios/solutions_docs/voip_solutions/… aplica unidades Erlang ao tráfego de dados no exemplo "Usando o modelo de tráfego Erlang C para dados". Eles dizem que, como eles podem comprar largura de banda em incrementos de 64.000 bps, 960.000 bps da largura de banda desejada representam 15 Erlangs. Isso me parece completamente arbitrário. Por que o "tamanho" de Erlang dependeria de qual incremento eles podem comprar largura de banda?
AnT 10/10
A Cisco está usando a largura de banda consumida por um codec G.711 na definição de uma chamada. No entanto, existem muitos codecs de voz possíveis ; quase ninguém usa um codec G.711 se se preocupa com a eficiência da largura de banda. É por isso que eu disse que você não pode aplicá-lo "genericamente" ao tráfego de dados.
Mike Pennington
Obrigado por sua resposta. Vejo que as respostas parecem ser específicas para o envio de tráfego de voz pela rede de dados. Mas e os aplicativos que não são de voz, como o tráfego geral da Internet? Existe alguma maneira significativa de incluir esse tráfego na contagem?
AnT
Idealmente, eu gostaria de descrever a carga de um dispositivo que lide simultaneamente com diferentes tipos de tráfego (como tráfego de voz e Internet) por meio de canais de comunicação independentes ao mesmo tempo. Existe uma maneira de obter um único valor Erlang para esse dispositivo?
AnT
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@ AndreyT, acho que você está tentando resolver um problema calculando o tráfego da Internet em Erlangs; no entanto, isso será difícil, a menos que a largura de banda consumida pelo tráfego em questão seja constante ao longo do tempo. VoIP é um caso especial de tráfego geral da Internet; pode ser quantificado em Erlangs porque é um fluxo de largura de banda relativamente constante. No entanto, a grande maioria do tráfego da Internet não é de largura de banda constante. Você poderia me ajudar a entender o problema que está resolvendo com os cálculos de Erlang?
Mike Pennington