【计算机网络】计算机网络的性能

雨点打透心脏的1/2处 2022-07-14 06:42 339阅读 0赞

![计算机网络性能指标][20161128212040496]

# 速率 #

速率是指连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据的速率。是计算机网络中最重要的一个性能指标。又称 数据率(data rate)或比特率(bit rate) 速率的单位是 b/s，或kb/s, Mb/s, Gb/s 等。又称 数据率(data rate)或比特率(bit rate) 速率的单位是 b/s，或kb/s, Mb/s, Gb/s 等。Bit 来源于 binary digit，意思是一个“二进制数字”，因此一个比特就是二进制数字中的一个 1 或 0。速率往往是指额定速率或标称速率。

# 带宽 #

“带宽”(bandwidth)本来是指信号具有的频带宽度，单位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。现在“带宽”是数字信道所能传送的“最高数据率”的同义语，单位是“比特每秒”，或 b/s (bit/s)，bps。

## 常用的带宽单位 ##

更常用的带宽单位是

千比每秒，即 kb/s （103 b/s）  
兆比每秒，即 Mb/s（106 b/s）  
吉比每秒，即 Gb/s（109 b/s）  
太比每秒，即 Tb/s（1012 b/s）

## 数字信号流随时间的变化 ##

在时间轴上信号的宽度随带宽的增大而变窄。

![图解][20161128212827337]

# 吞吐量 #

吞吐量(throughput)表示在单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量。吞吐量更经常地用于对现实世界中的网络的一种测量，以便知道实际上到底有多少数据量能够通过网络。吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制。

# 时延 #

时延(delay 或 latency)是指一个报文或分组从一个网络(或一条链路)的一端传送到另一端所需的时间。

时延是由以下几个不同的部分组成的：

*  发送时延
 *  传播时延
 *  处理时延
 *  排队时延

## 发送时延（传输时延 ） ##

![图解][20161128213054807]

是主机或路由器发送数据帧所需要的时间。

是从发送数据帧的第一个比特算起,到该帧的最后一个比特发送完毕所需的时间。

![图解][20161128213240527]

## 传播时延 ##

![图解][20161128213344591]

电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间。

信号传输速率（即发送速率）和信号在信道上的传播速率是完全不同的概念。

![图解][20161128213411824]

电磁波的传播速率

![图解][20161128213510809]

## 处理时延 ##

![图解][20161128213551059]

交换结点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的时间。  
处理时延与结点的性能和处理方法有关。

## 排队时延 ##

分组在进入结点输入缓存中排队等待处理和处理后在输出缓存中排队等待转发所经历的时延。

排队时延的长短往往取决于网络中当时的通信量。

当网络的通信量很大时若发生队列溢出，使分组丢失，相当于排队时延为无穷大。

![图解][20161128213736722]

## “带宽”的变化将会改变哪种时延？ ##

对于高速网络链路，我们提高的仅仅是数据的发送速率而不是比特在链路上的传播速率。 提高链路带宽减小了数据的发送时延。

## 上网时，感觉网络时快时慢，主要是哪种时延引起的？ ##

排队时延

## 实例一 ##

![实例][20161130202516837]

## 实例二 ##

![实例][20161130202550960]

## 时延带宽积 ##

![图解][20161130202647710]

链路的时延带宽积又称为以比特为单位的链路长度。

## 往返时延 RTT ##

往返时延 RTT (Round-Trip Time) 表示从发送端发送数据开始，到发送端收到来自接收端的确认（接收端收到数据后立即发送确认），总共经历的时延。

## 利用率 ##

信道利用率指出某信道有百分之几的时间是被利用的（有数据通过）。完全空闲的信道的利用率是零。

网络利用率则是全网络的信道利用率的加权平均值。

信道（网络）利用率并非越高越好。

## 时延与网络利用率的关系 ##

根据排队论的理论，当某信道的利用率增大时，该信道引起的时延也就迅速增加。

![图解][20161130203007086]

例如：

假定网络的利用率到达了90%。试估算一下现在的网络时延是它的最小值的多少倍？

![图解][20161130203200925]

![图解][20161130203326853]

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