什么是网络数据流量的“ 1 Erlang”?


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当将Erlang负载单元应用于语音通信时,我了解(或者至少我相信)。语音通信是实时发生的,并且是实时测量的,因此自然地,我们可以将系统在特定时间段内处理的语音流量总量(以分钟为单位)除以该时间段的长度(也(以分钟为单位),并获得称为Erlang的无因次负载系数。自然地,在60分钟的时间内传送的60分钟语音为1 Erlang。

但是如何将这个Erlang单元应用于数据流量呢?我们除以什么?数据网络的1 Erlang是多少?它甚至适用吗?我问的原因是,我看到各种与Erlang有关的公式(Erlang-B和Erlang-C)被用来执行数据网络的负载分析。但是我很难将Erlang单位的概念应用到流量不是以时间为单位的网络中。

我正在研究的更高层次的问题是估计同时处理语音和数据流量的设备上的负载。在这种情况下,数据流量是一般的Internet流量,不以任何方式绑定到语音通信。例如,考虑一个蜂窝基站,又称一个蜂窝站点。该设备具有用于处理语音和数据流量的独立通道。如果有可能,如何估算这种设备在Erlangs中的负载?如何将不同类型的流量带入某种切实可行的通用措施?


您在谈论Erlang单元吗?(en.wikipedia.org/wiki/Erlang_(unit)
Bulki

@Bulki:是的,这是正确的。
AnT

Answers:


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背景

一个二郎衡量一个负载电路交换链接。引用Russ Rowlett的页面

erlang是一个无量纲的“单位”,代表每秒1呼叫秒(或每小时1呼叫小时等)的业务密度。

埃尔朗AK Erlang)教授于1900年代早期建立了埃尔朗的经典定义。Erlang的定义不适用于一般的数据流量,因为在数据流量中没有“呼叫”的标准定义,也没有像在完全利用的电路交换链路中那样会出现呼叫阻塞。如果我们对数据网络和呼叫的类型做出一些假设,则可以将测量值增加到数据网络中。

Erlang-B和Erlang-C源自电路交换网络的经典分析;它们也可以适用于数据网络

问与答


问题1

  • 问题1:这对数据流量有何影响?
  • 答案:您首先必须定义什么是呼叫,呼叫消耗的带宽以及阻止呼叫的条件。通常,您可以通过引用所讨论的语音编解码器消耗多少带宽来定义每个数据呼叫的带宽。


问题2

  • Q2:我们除以什么?
  • A2:如果您严格要求基本的Erlang计算,请参阅下文。由于电路交换和数据网络都具有排队动态特性,因此将Erlang-B和Erlang-C应用于数据网络要容易一些。

为了进行基本的Erlang计算...首先,让我们假设语音在有关数据网络中具有绝对优先级。接下来,让我们定义要处理的链路类型(因为以太网上的呼叫开销与SONET上数据包链路不同)。最后,让我们定义一些呼叫拒绝标准...最简单的是,如果您没有足够的增量带宽来进行另一个呼叫(请参阅语音编解码器),则该呼叫将被拒绝。

定义这些边界之后...

  • C是专用于语音流量的总容量(以每秒位数为单位)
  • A是单个语音呼叫消耗的带宽,(参考语音编解码器

计算Erlang容量的公式(单位时间)...

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

让我们将其应用于使用G.729语音呼叫(即每个呼叫39200 bps)的100Mbps以太网链路。

  • C = 100000000
  • A = 39200

FastEthernet链接的最大Erlang容量(使用G.729调用,假定具有该链接的100%):

100000000 bps / 39200 bps = 2551.02 Erlangs

带宽假设

我对G.729数据包的假设(参考Cisco的语音编解码器编号)...

  • 以太网帧间开销-前同步码SFDIFG:20字节
  • 以太网 II标头和CRC:18字节
  • IP v4标头:20个字节
  • UDP标头:8个字节
  • RTP标头:12个字节
  • G.729语音有效负载:20字节

G.729以太网帧总数(包括所有开销):98字节

以太网G.729的总带宽:

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

注意:我可以随意修改Cisco列出的每个G.729呼叫31.2Kbps的带宽,因为它们忽略了该数量的以太网成帧开销。在不使数学变得更复杂的情况下进行说明的最简单方法是在所消耗的G.729带宽中包括以太网帧间开销。


问题3

  • Q3:什么是Erlang数据流量?
  • A3:现在可能很明显……这取决于如何通过数据网络发送呼叫。

那是我最初的理解。但是,在Cisco网站cisco.com/en/US/docs/ios/solutions_docs/voip_solutions/…上的此文章在“为数据使用Erlang C流量模型”示例中将Erlang单元应用于数据流量。他们说,由于他们可以以64,000 bps的增量购买带宽,因此960,000 bps的所需带宽代表15 Erlangs。这让我感到完全武断。为什么Erlang的“大小”取决于他们可以购买多少带宽?
AnT

思科在呼叫定义中使用了G.711编解码器消耗的带宽。但是,有许多可能的语音编解码器。如果他们关心带宽效率,几乎没有人会使用G.711编解码器。这就是为什么我说您不能“一般地”将其应用于数据流量。
Mike Pennington

谢谢您的回复。我看到答案似乎特定于通过数据网络发送语音流量。但是,非语音应用程序(例如常规Internet流量)又如何呢?是否有任何有意义的方式将此类流量计入计数?
AnT

理想情况下,我希望能够描述同时通过独立的通信通道同时处理不同类型的流量(例如语音和Internet流量)的设备的负载。有没有办法为此类设备提供单个Erlang值?
AnT

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@AndreyT,我认为您正在尝试通过计算Erlangs中的互联网流量来解决问题;但是,除非有问题的流量消耗的带宽随时间恒定不变,否则这将很难。VoIP是一般Internet流量的一种特殊情况。由于它是一个相对恒定的带宽流,因此可以在Erlangs中进行量化。但是,绝大多数Internet流量不是恒定带宽。您能帮助我了解您使用Erlang计算解决的问题吗?
Mike Pennington
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