¿Qué es "1 Erlang" para el tráfico de datos de red?

Entiendo (o al menos creo que sí) el concepto de unidad de carga Erlang cuando se aplica a las comunicaciones de voz. Las comunicaciones de voz ocurren en tiempo real y se comparan con el tiempo real, por lo que, naturalmente, podemos dividir la cantidad total de tráfico de voz manejado por el sistema (medido en minutos) en cierto período de tiempo por la duración de ese período de tiempo (también medido en minutos) y obtenga el factor de carga adimensional conocido como Erlang. Naturalmente, 60 minutos de voz en 60 minutos son 1 Erlang.

Pero, ¿cómo se puede aplicar esta unidad Erlang al tráfico de datos? ¿Qué dividimos por qué? ¿Qué es 1 Erlang para una red de datos? ¿Es incluso aplicable? La razón por la que pregunto es que veo varias fórmulas relacionadas con Erlang (Erlang-B y Erlang-C) que se utilizan para realizar análisis de carga de redes de datos. Pero me cuesta aplicar la idea de la unidad Erlang a una red cuyo tráfico no se mide en unidades de tiempo.

El problema de nivel superior en el que estoy trabajando es la estimación de la carga en un dispositivo que maneja el tráfico de voz y datos simultáneamente. Y el tráfico de datos en este caso es el tráfico general de Internet, no vinculado a las comunicaciones de voz de ninguna manera. Por ejemplo, considere una estación base celular, también conocida como un sitio celular. El dispositivo tiene canales independientes para manejar el tráfico de voz y datos. ¿Cómo se estima la carga en Erlangs para dicho dispositivo, si es posible? ¿Cómo se llevan los diferentes tipos de tráfico a algún tipo de medida común prácticamente significativa?

— Hormiga
fuente

¿estás hablando de la unidad erlang? ( en.wikipedia.org/wiki/Erlang_(unit) )

— Bulki

@ Bulki: Sí, eso es correcto.

— 2013

Antecedentes

Un Erlang mide la carga en un enlace de Circuito Conmutado . Citando la página de Russ Rowlett :

El erlang es una "unidad" adimensional que representa una densidad de tráfico de una llamada por segundo por segundo (o una llamada por hora, etc.).

La definición clásica de un Erlang fue desarrollada a principios de 1900 por el profesor AK Erlang . La definición de Erlang no se aplica genéricamente al tráfico de datos, ya que no existe una definición estándar de una "llamada" en el tráfico de datos, ni hay bloqueo de llamadas como lo encontraría en un enlace de Circuito Conmutado totalmente utilizado . Si hacemos algunas suposiciones sobre la red de datos y el tipo de llamadas, podemos convertir la medición en una red de datos.

Erlang-B y Erlang-C evolucionaron del análisis clásico de redes con conmutación de circuitos; También se pueden adaptar para su uso en redes de datos

Preguntas y respuestas

Pregunta 1

P1 : ¿Cómo se aplica esto al tráfico de datos?
A1 : Primero debe definir qué es una llamada, el ancho de banda consumido por una llamada y los criterios para bloquear una llamada. Normalmente, define el ancho de banda por llamada de datos haciendo referencia a la cantidad de ancho de banda que consume el códec de voz en cuestión.

Pregunta 2

P2 : ¿Qué dividimos por qué?
A2 : Si está preguntando estrictamente acerca de los cálculos básicos de Erlang , consulte a continuación. Erlang-B y Erlang-C son un poco más fáciles de aplicar a una red de datos, debido a las dinámicas de colas que son comunes a las redes de datos y de conmutación de circuitos.

Para los propósitos de un cálculo básico de Erlang ... Primero, supongamos que la voz tiene prioridad absoluta en la red de datos en cuestión. A continuación, definamos el tipo de enlace con el que estamos tratando (porque la sobrecarga de una llamada en Ethernet es diferente a un enlace de paquete sobre SONET ). Finalmente, definamos algunos criterios de rechazo de llamadas ... el más simple es que la llamada se rechaza si no tiene suficiente ancho de banda incremental para otra llamada (ref. El códec de voz ).

Después de definir esos límites ...

C es la capacidad total (en bits por segundo) dedicada al tráfico de voz
A es el ancho de banda consumido por una sola llamada de voz (ref. Códec de voz )

La fórmula para calcular la capacidad de Erlang (por unidad de tiempo) ...

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

Apliquemos esto a un enlace Ethernet de 100 Mbps, utilizando llamadas de voz G.729 (es decir, 39200 bps por llamada).

C = 100000000
A = 39200

Capacidad máxima de Erlang de un enlace FastEthernet (usando llamadas G.729 , que se supone que tienen el 100% del enlace):

100000000 bps / 39200 bps = 2551.02 Erlangs

Suposiciones de ancho de banda :

Mis suposiciones sobre el paquete G.729 (ref números de códec de voz de Cisco ) ...

Sobrecarga Ethernet entre cuadros: preámbulo , SFD , IFG : 20 bytes
Cabecera Ethernet II y CRC: 18 bytes
Encabezado IP v4: 20 bytes
Encabezado UDP : 8 bytes
Encabezado RTP : 12 bytes
Carga útil de voz G.729 : 20 bytes

Total de tramas de Ethernet G.729 (incluyendo todos los gastos generales): 98 bytes

Ancho de banda total de G.729 sobre ethernet:

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

Nota: Me tomé la libertad de modificar el ancho de banda de 31.2 Kbps de Cisco por llamada G.729 , porque omiten la sobrecarga de trama de Ethernet en ese número. La forma más sencilla de ilustrar esto sin complicar las matemáticas es incluir la sobrecarga entre cuadros de Ethernet en el ancho de banda G.729 consumido.

Pregunta 3

P3 : ¿Cuál es un Erlang de tráfico de datos?
A3 : Probablemente sea obvio por ahora ... depende de cómo se envíe la llamada a través de la red de datos.

— Mike Pennington
fuente

Ese fue mi entendimiento inicial. Sin embargo, este artículo en el sitio de Cisco cisco.com/en/US/docs/ios/solutions_docs/voip_solutions/… aplica las unidades Erlang al tráfico de datos en el ejemplo "Uso del modelo de tráfico Erlang C para datos". Dicen que, dado que pueden comprar ancho de banda en incrementos de 64,000 bps, entonces 960,000 bps del ancho de banda deseado representan 15 Erlangs. Esto me parece completamente arbitrario. ¿Por qué el "tamaño" de Erlang dependería de en qué incremento pueden comprar ancho de banda?

— ANT

Cisco está utilizando el ancho de banda consumido por un códec G.711 en su definición de una llamada. Sin embargo, hay muchos códecs de voz posibles ; casi nadie usa un códec G.711 si se preocupan por la eficiencia del ancho de banda. Es por eso que dije que no puede aplicarlo "genéricamente" al tráfico de datos.

— Mike Pennington

Gracias por su respuesta. Veo que las respuestas parecen ser específicas para enviar tráfico de voz a través de la red de datos. Pero, ¿qué pasa con las aplicaciones que no son de voz, como el tráfico general de Internet? ¿Hay alguna manera significativa de incluir ese tráfico en el recuento?

— ANT

Idealmente, me gustaría poder describir la carga de un dispositivo que maneja simultáneamente diferentes tipos de tráfico (como el tráfico de voz e Internet) a través de canales de comunicación independientes al mismo tiempo. ¿Hay alguna manera de obtener un valor único de Erlang para dicho dispositivo?

— ANT

@AndreyT, creo que estás tratando de resolver un problema calculando el tráfico de Internet en Erlangs; sin embargo, eso será difícil a menos que el ancho de banda consumido por el tráfico en cuestión sea constante en el tiempo. VoIP es un caso especial de tráfico general de internet; se puede cuantificar en Erlangs porque es un flujo de ancho de banda relativamente constante. Sin embargo, la gran mayoría del tráfico de Internet no es de ancho de banda constante. ¿Podrías ayudarme a entender qué problema estás resolviendo con los cálculos de Erlang?

— Mike Pennington el