Paket Anahtarlamalı Ağlarda Gecikme ve Kayıp

Paket anahtarlamalı ağlardaki düğüm gecikmesinin sebepleri şunlardır:

1. İşleme Gecikmesi: Paketlerin işlenmesi, yönlendirilmesi, sıralanması ve depolanması gibi işlemler, düğümlerdeki gecikmenin ana nedenlerinden biridir. Bu işlemler, düğümün işlem kapasitesine, bellek boyutuna ve işletim sistemi performansına bağlı olarak değişebilir.
2. Yönlendirme Gecikmesi: Paketlerin hedefe yönlendirilmesi, düğümlerdeki bir diğer gecikme nedenidir. Yönlendirme tablolarındaki hatalar, yanlış yönlendirmeler, yönlendirme kararlarının alınması gibi nedenlerle gecikmeler yaşanabilir.
3. Kuyruk Gecikmesi: Düğümlerdeki kuyruklar, paketlerin sıralanması ve bekletilmesi için kullanılır. Yüksek trafik yoğunluğu durumunda, kuyruklar dolu olabilir ve paketler daha uzun süre bekletilmek zorunda kalabilir.
4. Bağlantı Gecikmesi: Düğümler arasındaki fiziksel bağlantılar, paketlerin düğümler arasında hareket etmesi için kullanılır. Ancak, fiziksel bağlantıların uzunluğu, bağlantı türü, kalitesi ve diğer faktörler, bağlantı gecikmelerine neden olabilir.
5. Protokol Gecikmesi: Ağ protokolleri, düğümler arasında paketlerin taşınması ve yönlendirilmesi için belirli kurallar ve yönergeler içerir. Bu protokollerdeki hatalar, paketlerin işlenmesinde gecikmelere neden olabilir.

Bu nedenlerden dolayı, paket anahtarlamalı ağlarda düğüm gecikmesi yaşanabilir. Ancak, ağ tasarımı, protokollerin yapılandırması, ağ donanımı ve performansı gibi faktörlerin doğru bir şekilde optimize edilmesiyle bu sorunların minimize edilmesi mümkündür.

Traceroute

Traceroute, bir IP ağındaki bir hedefe paket göndererek, paketin hangi yollardan geçtiğini ve hangi düğümlerden geçerek hedefe ulaştığını izleyen bir ağ aracıdır. Traceroute, her yönlendiriciden geçerken, zaman aşımı değeriyle (TTL) paketi geri gönderir ve bu şekilde hangi yönlendiricilerden geçtiğini belirleyerek yolu tespit eder. Bu yöntem, ağda engelleri ve performans problemlerini tanımlamak ve izlemek için kullanılır.

Traceroute komutu, Windows, Linux ve diğer işletim sistemlerinde kullanılabilir. Örneğin, Windows'ta "tracert" komutunu, Linux'ta "traceroute" komutunu kullanabilirsiniz.

Bir örnek vermek gerekirse, Windows'ta komut istemcisinde "tracert www.google.com" komutunu çalıştırarak Google'ın IP adresine ve yollarına erişebilirsiniz. Bu komut, tüm yönlendiricileri gösterir ve her bir yönlendirici için yanıt süresini de gösterir. Aşağıdaki örnek, "tracert www.google.com" komutunu çalıştırdığınızda Windows'ta görebileceğiniz çıktıya benzer:

Tracing route to www.google.com [172.217.5.100]
over a maximum of 30 hops:

  1    <1 ms    <1 ms    <1 ms  192.168.1.1
  2    10 ms     9 ms     9 ms  10.43.128.1
  3    12 ms    11 ms    10 ms  10.43.128.2
  4    10 ms    10 ms    11 ms  78.188.214.53.static.turktelekom.com.tr [78.188.214.53]
  5    11 ms    10 ms    11 ms  172.20.8.229
  6    26 ms    20 ms    19 ms  209.85.142.231
  7    19 ms    18 ms    18 ms  209.85.242.237
  8    20 ms    19 ms    20 ms  ist10s29-in-f4.1e100.net [172.217.5.100]

Trace complete.

Bu çıktıda, "tracert" komutu www.google.com'a yönlendirilir ve paketlerin ulaşması için 8 yönlendirici (hop) geçtiği görülmektedir. Her yönlendirici için, yanıt süresi, IP adresi ve ana bilgisayar adı da gösterilmektedir.

Konvoy Analojisi

Konvoy Analojisi, bilgisayar ağlarındaki kuyruk gecikmesini anlamak için kullanılan bir benzetmedir. Bu benzetme, bir karayolu üzerindeki trafik akışı ile ağdaki paket akışı arasındaki benzerliği gösterir.

Bir karayolu üzerinde, trafik akışı zaman zaman yoğunlaşabilir ve bu durumda araçlar bir kuyruk oluşturur. Benzer şekilde, bir ağdaki düğümler de zaman zaman paketleri işleme yavaşlayabilir ve bu durumda paketler de bir kuyruk oluşturur.

Konvoy Analojisi, bu kuyruğun oluşma nedenlerini anlamak için kullanılır. Örneğin, bir karayolu üzerindeki bir kuyruk, araçların aşırı yoğunluğu, kazalar veya yavaş hareket eden araçlar gibi nedenlerden kaynaklanabilir. Benzer şekilde, bir ağdaki bir kuyruk, ağdaki yüksek trafik, hatalı yönlendirme, paket kaybı veya ağ bileşenlerindeki performans sorunları gibi nedenlerden kaynaklanabilir.

Konvoy Analojisi, ağ performansını artırmak için kullanılabilecek çeşitli yöntemleri de gösterir. Örneğin, bir karayolu üzerindeki bir kuyruk çözümü, daha fazla şerit veya daha hızlı araçlar eklemek, trafik akışını yönetmek veya daha iyi trafik sinyalizasyonu gibi önlemleri içerebilir. Benzer şekilde, bir ağdaki bir kuyruk çözümü, ağ bileşenlerinin yükseltme veya yeniden yapılandırma, paket önceliklendirme veya trafik şekillendirme gibi önlemleri içerebilir.

Trafik Yoğunluğu

Trafik yoğunluğu, bir ağdaki bant genişliğinin ne kadarının mevcut trafiği karşılamak için kullanıldığını ölçer. Trafik yoğunluğu aşağıdaki formülle hesaplanır:

Trafik Yoğunluğu = (Paket Uzunluğu x Geliş Hızı) / Bant Genişliği

Burada, Paket Uzunluğu, bir paketin boyutunu bitlerle ifade eder. Geliş Hızı, paketlerin ağa ulaşma hızıdır ve saniyede paket sayısı olarak ifade edilir. Bant Genişliği ise bit/saniye (bps) cinsinden ifade edilir.

Eğer trafik yoğunluğu 0'a yakın ise, ağdaki bant genişliği çoğunlukla boştur ve ağda çok az trafik vardır. Bununla birlikte, trafik yoğunluğu 1'den büyük olursa, ağdaki bant genişliği mevcut trafiği karşılamak için yeterli değildir. Bu durumda, ağda paket kaybı veya gecikmeler meydana gelebilir. Bu nedenle, trafik yoğunluğunun mümkün olduğunca düşük olması tercih edilir.

Throughput nedir ?

Throughput, bir ağ bağlantısı üzerinden birim zamanda taşınan veri miktarını ifade eden bir kavramdır. Başka bir deyişle, belirli bir süre içinde bir ağ bağlantısının kaç veri paketi veya bit taşıyabileceğini gösterir. Throughput, ağın performansını ölçmek için kullanılan önemli bir göstergedir ve genellikle bps (bit/saniye) veya Mbps (megabit/saniye) cinsinden ifade edilir.

Throughput, birçok faktöre bağlıdır, örneğin ağın bant genişliği, gecikme süresi, paket boyutu, ağdaki diğer cihazların kullanımı, ağ topolojisi vb. Throughput, ağın performansını ölçmek ve iyileştirmek için kullanılan bir araçtır.

Darboğaz Link

Darboğaz link, bir ağda iletişimdeki en yavaş hızlı link olarak tanımlanır ve tüm diğer linklerin bant genişliğinden daha az bant genişliğine sahiptir. Darboğaz link, ağdaki toplam bant genişliğini sınırlandırır ve veri akışı bu linkten geçmek zorundadır.

Rs (Sender rate) ve Rc (Receiver rate) ortalama uçtan uca throughput'u etkiler. Sender rate, gönderen tarafından iletilen veri miktarıdır ve Receiver rate, alıcı tarafından kabul edilen veri miktarıdır. Her iki hız da en yavaş hızlı link (darboğaz link) tarafından belirlenir.

Eğer Rs, darboğaz link bant genişliğinden daha büyükse, gönderen tarafından gönderilen paketler darboğaz linkinde sıkışacak ve throughput darboğaz link bant genişliğine eşit olacaktır. Bu durumda, alıcı tarafından kabul edilen veri miktarı da darboğaz link bant genişliğine eşit olacaktır. Yani, Rs ve Rc değerleri darboğaz link bant genişliğinden daha büyük olamaz.

Eğer Rs ve Rc darboğaz link bant genişliğine eşit veya daha azsa, iletişimdeki darboğaz linkinde paket sıkışması olmayacaktır ve throughput darboğaz link bant genişliğine eşit olmayacaktır. Bu durumda, alıcı tarafından kabul edilen veri miktarı, gönderen tarafından gönderilen veri miktarına eşit olmayacaktır.