計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)

速率

數(shù)據(jù)量單位

• bit

• Byte KB(2^10B) MB GB TB

  • 數(shù)據(jù)量比較特別，使用2進(jìn)制 kB=2^{10B而不是10}3，注意計(jì)算題

比特率/數(shù)據(jù)率單位

• bps
• kb/s(10^3bps) Mb/s Gb/s Tb/s

帶寬

*帶寬在模擬信號(hào)系統(tǒng)中的意義

• 信號(hào)所包含的各種不同頻率成分所占據(jù)的頻率范圍

  • 單位 Hz kHz MHz GHz
  • 帶寬3.1kHz（300Hz ~ 3.4kHz）

帶寬在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的意義

• 表示網(wǎng)絡(luò)的通信線路所能傳送數(shù)據(jù)的能力

• 單位時(shí)間內(nèi)從某一點(diǎn)到另一點(diǎn)所能通過的”最高數(shù)據(jù)率“

  • 單位 b/s kb/s(10^3bps) Mb/s Gb/s Tb/s

兩者之間的聯(lián)系

• 一條通信線路的”頻帶寬度“越寬，其所傳輸數(shù)據(jù)的“最高數(shù)據(jù)率”也越高

吞吐量

在單位時(shí)間內(nèi)通過某個(gè)網(wǎng)絡(luò)（信道或接口）的數(shù)據(jù)量——一種測(cè)量

• 吞吐量受網(wǎng)絡(luò)帶寬或額定速率的限制

  • 通常帶寬1Gb/s，通常吞吐量最高700Mb/s

時(shí)延※

發(fā)送時(shí)延

• 源主機(jī)將分組發(fā)往傳輸線路

$$\frac{分組長(zhǎng)度(b)}{發(fā)送速率(b/s)}$$

- 網(wǎng)卡的發(fā)送速率、信道帶寬、接口速率 同時(shí)影響

傳播時(shí)延

• 分組的電信號(hào)在電路上傳輸

$$\frac{信道長(zhǎng)度(m)}{電磁波傳播速率(m/s)}$$

- 電磁波在自由空間傳播是3x10^8m/s（衛(wèi)星），實(shí)際在介質(zhì)中略低，

銅線2.3x10^{8m/s，光纖2.0x10}8m/s

處理時(shí)延

• 路由器收到分組對(duì)其進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)

  • 不方便計(jì)算，題目中一般忽略不計(jì)

*排隊(duì)時(shí)延（本課程合并到處理時(shí)延）

在不考慮處理時(shí)延的情況下，分組越大發(fā)送時(shí)延越大（占主導(dǎo)），分組很小的情況下則由傳播時(shí)延占主導(dǎo)，具體問題具體分析

時(shí)延帶寬積

$$傳播時(shí)延(s)\times 帶寬(b/s)$$

鏈路的時(shí)延帶寬積又稱為以bit為單位的鏈路長(zhǎng)度

• 發(fā)送端持續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)，則在所發(fā)送的第一個(gè)比特即將到達(dá)終端時(shí)，發(fā)送端已經(jīng)發(fā)送了(時(shí)延帶寬積)個(gè)比特

往返時(shí)間

往返時(shí)間RTT（Round-Trip Time）

• 因特網(wǎng)上的信息不僅僅單方向傳輸，而是雙向交互，雙向交互一次所需的時(shí)間稱為往返時(shí)間

利用率※

利用率分兩類

• 信道利用率

  • 用來表示某信道有百分之幾的時(shí)間是被利用的（由數(shù)據(jù)通過）

• 網(wǎng)絡(luò)利用率

  • 全網(wǎng)絡(luò)的信道利用率的加權(quán)平均

在適當(dāng)?shù)募俣l件下

$$D=\frac{D_0}{1?U}$$

- 

- 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的利用率達(dá)到50%時(shí)，時(shí)延就要加倍，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)利用率接近100%時(shí)，時(shí)延就趨于無窮大

信道利用率并非越高越好

• 根據(jù)排隊(duì)論，當(dāng)某信道的利用率增大時(shí)，該信道引起的時(shí)延也會(huì)迅速增加
• 一些擁有較大主干網(wǎng)的ISP通常會(huì)控制它們的信道利用率不超過50%

丟包率

即分組丟失率，指在一定時(shí)間范圍內(nèi)，傳輸過程中丟失的分組數(shù)量與總分組數(shù)量的比率

丟包率分類

• 接口丟包率、結(jié)點(diǎn)丟包率、鏈路丟包率、路徑丟包率、網(wǎng)絡(luò)丟包率等

分組丟失有兩種情況

• 分組在傳輸過程中出現(xiàn)誤碼，被結(jié)點(diǎn)丟棄
• 分組到達(dá)一臺(tái)隊(duì)列已滿的分組交換機(jī)時(shí)被丟棄，在通信量較大時(shí)就可能造成網(wǎng)絡(luò)擁塞

丟包率反映了網(wǎng)路的擁塞情況

• 無擁塞

  • 丟包率為0

• 輕度擁塞

  • 丟包率為1%~4%

• 嚴(yán)重?fù)砣?/p>

  • 丟包率為5%~15%

考題※

$$4\times 10^{?7}s$$

如果鏈路長(zhǎng)度為 10m呢？

$$1.5\times 10^{?7}s$$

- 

若其中一臺(tái)主機(jī)給另一臺(tái)主機(jī)連續(xù)發(fā)送n比特信息，當(dāng)主機(jī)接收完該信息時(shí)共耗費(fèi)多長(zhǎng)時(shí)間？

$$(n+3)\times 10^{?7}s$$

- 

小結(jié)

• 若主機(jī)在一段鏈路上連續(xù)發(fā)送分組，總時(shí)延=所有分組的發(fā)送時(shí)延+信號(hào)在這段鏈路上的傳播時(shí)延

• 建議畫圖

• D文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-465161.html

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