Apa itu "1 Erlang" untuk lalu lintas data jaringan?

Saya mengerti (atau setidaknya saya percaya saya tahu) konsep unit muatan Erlang ketika diterapkan pada komunikasi suara. Komunikasi suara terjadi secara waktu nyata dan diukur dengan waktu nyata, jadi tentu saja kita dapat membagi jumlah total lalu lintas suara yang ditangani oleh sistem (diukur dalam menit) dalam periode waktu tertentu dengan panjang periode waktu itu (juga diukur dalam menit) dan dapatkan faktor beban tanpa dimensi yang dikenal sebagai Erlang. Secara alami, 60 menit suara yang dibawa dalam 60 menit adalah 1 Erlang.

Tetapi bagaimana kita bisa menerapkan unit Erlang ini ke lalu lintas data? Apa yang kita bagi dengan apa? Apa itu 1 Erlang untuk jaringan data? Apakah ini berlaku? Alasan saya bertanya adalah bahwa saya melihat berbagai rumus terkait Erlang (Erlang-B dan Erlang-C) digunakan untuk melakukan analisis beban jaringan data. Tetapi saya mengalami kesulitan menerapkan ide unit Erlang ke jaringan yang lalu lintasnya tidak diukur dalam satuan waktu.

Masalah tingkat tinggi yang saya kerjakan adalah estimasi beban pada perangkat yang menangani lalu lintas suara dan data secara bersamaan. Dan lalu lintas data dalam hal ini adalah lalu lintas Internet umum, tidak terikat dengan komunikasi suara dengan cara apa pun. Misalnya, pertimbangkan stasiun pangkalan seluler, AKA sebagai situs sel. Perangkat ini memiliki saluran independen untuk menangani lalu lintas suara dan data. Bagaimana cara memperkirakan beban di Erlangs untuk perangkat semacam itu, jika memungkinkan? Bagaimana cara membawa berbagai jenis lalu lintas ke semacam ukuran praktis yang bermakna praktis?

— Semut
sumber

Apakah Anda berbicara tentang unit erlang? ( en.wikipedia.org/wiki/Erlang_(unit) )

— Bulki

@Bulki: Ya, itu benar.

— AnT

Latar Belakang

Sebuah Erlang mengukur beban pada Circuit-Switched Link. Mengutip halaman Russ Rowlett :

Erlang adalah "unit" tanpa dimensi yang mewakili kepadatan lalu lintas satu panggilan-detik per detik (atau satu panggilan-jam per jam, dll.).

Definisi klasik tentang Erlang dikembangkan pada awal 1900-an oleh Profesor AK Erlang . Definisi Erlang tidak berlaku secara umum untuk lalu lintas data, karena tidak ada definisi standar "panggilan" dalam lalu lintas data, juga tidak ada pemblokiran panggilan seperti yang akan Anda temukan di tautan Circuit-Switched yang sepenuhnya digunakan . Jika kita membuat beberapa asumsi tentang jaringan data dan jenis panggilan, kita dapat mengubah pengukuran menjadi jaringan data.

Erlang-B dan Erlang-C berevolusi dari analisis klasik jaringan circuit-switched; mereka juga dapat diadaptasi untuk digunakan dalam jaringan data

Tanya Jawab

pertanyaan 1

T1 : Bagaimana ini berlaku untuk lalu lintas data?
A1 : Pertama-tama Anda harus menentukan apa panggilan itu, bandwidth yang dikonsumsi oleh panggilan, dan kriteria untuk memblokir panggilan. Biasanya Anda menentukan bandwidth per panggilan data dengan referensi berapa banyak bandwidth yang dikonsumsi oleh Codec Suara yang dimaksud.

Pertanyaan 2

T2 : Apa yang kita bagi dengan apa?
A2 : Jika Anda benar-benar bertanya tentang perhitungan Erlang dasar , lihat di bawah. Erlang-B dan Erlang-C sedikit lebih mudah untuk diterapkan ke jaringan data, karena dinamika antrian yang umum untuk sirkuit-switched dan jaringan data.

Untuk keperluan perhitungan Erlang dasar ... Pertama, mari kita asumsikan bahwa suara mendapat prioritas mutlak di seluruh jaringan data yang bersangkutan. Selanjutnya, mari kita tentukan jenis tautan yang kita hadapi (karena overhead panggilan pada Ethernet berbeda dari tautan Paket-lewat-SONET ). Akhirnya, mari kita mendefinisikan beberapa kriteria penolakan panggilan ... yang paling sederhana adalah panggilan ditolak jika Anda tidak memiliki bandwidth tambahan yang cukup untuk panggilan lain (ref Voice Codec ).

Setelah Anda menentukan batas-batas itu ...

C adalah total kapasitas (dalam bit-per-detik) yang didedikasikan untuk lalu lintas suara
A adalah bandwidth yang dikonsumsi oleh satu panggilan suara, (ref Codec Suara )

Rumus untuk menghitung kapasitas Erlang (per unit waktu) ...

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

Mari kita menerapkan ini untuk link 100Mbps Ethernet, menggunakan G.729 panggilan suara (yaitu 39.200 bps per panggilan).

C = 100000000
A = 39200

Kapasitas Erlang maksimum dari tautan FastEthernet (menggunakan panggilan G.729 , yang dianggap memiliki 100% tautan):

100000000 bps / 39200 bps = 2551.02 Erlangs

Asumsi Bandwidth :

Asumsi saya tentang paket G.729 (ref nomor Codec Suara Cisco ) ...

Overhead bingkai antar Ethernet - Pembukaan , SFD , IFG : 20 Bytes
Header Ethernet II & CRC: 18 Bytes
Header IP v4: 20 Bytes
Header UDP : 8 Bytes
Header RTP : 12 Bytes
G.729 Payload Suara: 20 Bytes

Total bingkai ethernet G.729 (termasuk semua overhead): 98 Bytes

Total bandwidth G.729 melalui ethernet:

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

Catatan: Saya mengambil kebebasan memodifikasi bandwidth yang terdaftar Cisco 31.2Kbps per G.729 panggilan, karena mereka meninggalkan Ethernet framing overhead dalam jumlah itu. Cara paling sederhana untuk mengilustrasikan ini tanpa membuat matematika lebih rumit adalah dengan memasukkan ethernet inter-frame overhead dalam bandwidth G.729 yang dikonsumsi.

Pertanyaan 3

Q3 : Apa yang dimaksud dengan satu lalu lintas data?
A3 : Ini mungkin sudah jelas sekarang ... itu tergantung pada bagaimana panggilan dikirim melalui jaringan data.

— Mike Pennington
sumber

Itulah pemahaman awal saya. Namun artikel di situs Cisco ini cisco.com/en/US/docs/ios/solutions_docs/voip_solutions/… menerapkan unit Erlang ke lalu lintas data dalam contoh "Menggunakan Model Lalu Lintas Erlang C untuk Data". Mereka mengatakan bahwa karena mereka dapat membeli bandwidth dalam peningkatan 64.000 bps, maka 960.000 bps bandwidth yang diinginkan mewakili 15 Erlangs. Ini menurut saya sepenuhnya sewenang-wenang. Mengapa "ukuran" Erlang tergantung pada kenaikan apa yang bisa mereka beli bandwidth?

— AnT

Cisco menggunakan bandwidth yang dikonsumsi oleh codec G.711 dalam definisi panggilan mereka. Namun, ada banyak codec suara yang memungkinkan ; hampir tidak ada yang menggunakan codec G.711 jika mereka peduli dengan efisiensi bandwidth. Inilah sebabnya saya mengatakan Anda tidak dapat menerapkannya "secara umum" ke lalu lintas data.

— Mike Pennington

Terimakasih atas balasan anda. Saya melihat bahwa jawabannya tampaknya spesifik untuk mengirimkan lalu lintas suara melalui jaringan data. Tetapi bagaimana dengan aplikasi non-suara, seperti lalu lintas Internet umum? Apakah ada cara yang berarti untuk memasukkan lalu lintas seperti itu ke dalam penghitungan?

— AnT

Idealnya, saya ingin dapat menggambarkan beban perangkat yang secara bersamaan menangani berbagai jenis lalu lintas (seperti lalu lintas suara dan Internet) melalui saluran comm independen pada saat yang sama. Apakah ada cara untuk datang dengan nilai Erlang tunggal untuk perangkat seperti itu?

— AnT

@AndreyT, saya pikir Anda mencoba memecahkan masalah dengan menghitung lalu lintas internet di Erlangs; namun, itu akan sulit kecuali bandwidth yang dikonsumsi oleh traffic yang dimaksud konstan sepanjang waktu. VoIP adalah kasus khusus dari lalu lintas internet umum; itu dapat dikuantifikasi dalam Erlangs karena ini merupakan aliran bandwidth yang relatif konstan. Namun, sebagian besar lalu lintas internet tidak konstan-bandwidth. Bisakah Anda membantu saya memahami masalah apa yang Anda selesaikan dengan perhitungan Erlang?

— Mike Pennington