??個(gè)人主頁(yè)：聆風(fēng)吟
??系列專欄：網(wǎng)絡(luò)奇遇記、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
??少年有夢(mèng)不應(yīng)止于心動(dòng)，更要付諸行動(dòng)。
??前言
????計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)是用來(lái)衡量和評(píng)估網(wǎng)絡(luò)的各種性能方面的指標(biāo)。常用的有速率、帶寬、吞吐量、時(shí)延、時(shí)延帶寬積、往返時(shí)間、利用率及丟包率這8個(gè)性能指標(biāo)。通過(guò)對(duì)這些指標(biāo)的監(jiān)測(cè)和優(yōu)化，可以提升網(wǎng)絡(luò)的性能和效率。
一. 速率
1.1 數(shù)據(jù)量
首先我們先來(lái)看看數(shù)據(jù)量的單位：
-
數(shù)據(jù)量的基本單位：比特（
bit, 記為小寫b）是計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)量的基本單位，一個(gè)比特就是二進(jìn)制數(shù)字中的一個(gè)0或1。 -
數(shù)據(jù)量的常用單位：字節(jié)（
byte，記為B）、千字節(jié)（KB）、兆字節(jié)（MB）、吉字節(jié)（GB）以及太字節(jié)（TB）。
| 單位 | 換算關(guān)系 |
|---|---|
| 比特（b） | 基本單位 |
| 字節(jié)（B） | 1 B = 8 bit |
| 千字節(jié)（KB） | 1 KB = 1024 B = 2^10 B |
| 兆字節(jié)（MB） | 1 MB = 1024 KB = 2^20 B |
| 吉字節(jié)（GB） | 1 GB = 1024 MB = 2^30 B |
| 太字節(jié)（TB） | 1 TB = 1024 GB = 2^40 B |
1.2 速率
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的速率是指數(shù)據(jù)的傳送速率（即每秒傳送多少個(gè)比特），也稱為數(shù)據(jù)率或比特率。
-
速率的基本單位：比特/秒（
bit/s，可簡(jiǎn)記為b/s。有時(shí)也記為bps，即bit per second)。 -
速率的常用單位：千比特/秒（
kb/s）、兆比特/秒（Mb/s）、吉比特/秒（Gb/s）以及太比特/秒（Tb/s）。
| 單位 | 換算關(guān)系 |
|---|---|
| 比特/秒（b/s） | 基本單位 |
| 千比特/秒（kb/s） | 1 kb/s = 10^3 b/s |
| 兆比特/秒（Mb/s） | 1 Mb/s = 10^3 kb/s = 10^6 b/s |
| 吉比特/秒（Gb/s） | 1 Gb/s = 10^3 Mb/s = 10^9 b/s |
| 太比特/秒（Tb/s） | 1 Tb/s = 10^3 Gb/s = 10^12 b/s |
注意：
- 數(shù)據(jù)量單位中的K、M、G、T的數(shù)值分別為
2^10、2^20、2^30、2^40；- 速率單位中的k、M、G、T的數(shù)值分別為
10^3、10^6、10^9、10^12；
二. 帶寬
帶寬的兩種含義：
帶寬在模擬信號(hào)系統(tǒng)中的意義
- 帶寬在模擬信號(hào)系統(tǒng)中的意義：是指某個(gè)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 ：赫茲(Hz)，簡(jiǎn)稱 “赫”。常用的單位有千赫（kHz）、兆赫（MHz）以及吉赫（GHz）等等。
帶寬在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的意義
-
帶寬在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的意義：用來(lái)表示網(wǎng)絡(luò)的通信線路所能傳送數(shù)據(jù)的能力，即在單位時(shí)間內(nèi)從網(wǎng)絡(luò)中的某一點(diǎn)到另一點(diǎn)所能通過(guò)的最高數(shù)據(jù)率。
-
基本單位：比特/秒（
b/s或bps)。 -
常用單位：千比特/秒（
kb/s）、兆比特/秒（Mb/s）、吉比特/秒（Gb/s）以及太比特/秒（Tb/s）。
補(bǔ)充：
帶寬的上述兩種表述有著密切的關(guān)系：線路的 “頻率帶寬” 越寬，其所傳輸數(shù)據(jù)的 “最高數(shù)據(jù)率” 也越高。
????在實(shí)際應(yīng)用中，主機(jī)的接口速率、線路帶寬、交換機(jī)或路由器的接口速率遵循 “木桶原則”，也就是數(shù)據(jù)傳送速率從主機(jī)接口速率、線路帶寬以及交換機(jī)或路由器的接口速率這三者中取最小值。
課外小知識(shí)：
????木桶原則：一個(gè)水桶無(wú)論有多高，它盛水的高度取決于其中最低的那塊木板。因此，也稱為短板原則。
三. 吞吐量
????吞吐量是指在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)某個(gè)網(wǎng)絡(luò)或接口的實(shí)際數(shù)據(jù)量。吞吐量常被用于對(duì)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)的測(cè)量，以便獲知到底有多少數(shù)據(jù)量通過(guò)了網(wǎng)絡(luò)。
????舉例說(shuō)明吞吐量的概念，假設(shè)某用戶接入因特網(wǎng)的帶寬為100Mb/s，該用戶同時(shí)使用觀看網(wǎng)絡(luò)視頻、瀏覽網(wǎng)頁(yè)以及給文件服務(wù)器上傳文件這三個(gè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。播放網(wǎng)絡(luò)視頻的下載速率為20Mb/s，訪問(wèn)網(wǎng)頁(yè)的下載速率為600kb/s，向文件服務(wù)器上傳速率為1Mb/s，則網(wǎng)絡(luò)吞吐量就是下載速率和上傳速率的總和，即20Mb/s+600kb/s+1Mb/s=21.6Mb/s。
注意：吞吐量會(huì)受網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制。
四. 時(shí)延
????????時(shí)延是指數(shù)據(jù)從網(wǎng)絡(luò)的一端傳送到另一端所耗費(fèi)的時(shí)間，也稱為延遲或遲延。數(shù)據(jù)可由一個(gè)或多個(gè)分組、甚至是一個(gè)比特構(gòu)成。網(wǎng)絡(luò)中的時(shí)延由發(fā)送時(shí)延、傳播時(shí)延、排隊(duì)時(shí)延以及處理時(shí)延這四部分組成。
4.1 發(fā)送時(shí)延
????發(fā)送時(shí)延是主機(jī)或路由器發(fā)送分組所耗費(fèi)的時(shí)間，也就是從發(fā)送分組的第一個(gè)比特開(kāi)始，到該分組的最后一個(gè)比特發(fā)送完畢為止所耗費(fèi)的時(shí)間。如上圖所示，有兩個(gè)發(fā)送時(shí)延：一個(gè)是主機(jī)A將分組發(fā)送給路由器所耗費(fèi)的時(shí)間，另一個(gè)是路由器將該分組轉(zhuǎn)發(fā)出去所耗費(fèi)的時(shí)間。
發(fā)送時(shí)延的計(jì)算公式如下圖所示：
4.2 傳播時(shí)延
????傳播時(shí)延是電磁波在鏈路（傳播介質(zhì)）上傳播一定的距離所耗費(fèi)的時(shí)間。如上圖所示，有兩個(gè)傳播時(shí)延：一個(gè)是分組的最后一個(gè)比特信號(hào)從主機(jī)A傳播到路由器所耗費(fèi)的時(shí)間，另一個(gè)是該分組的最后一個(gè)比特的信號(hào)從路由器傳播到主機(jī)B所耗費(fèi)的時(shí)間。
發(fā)送時(shí)延的計(jì)算公式如下圖所示：
電磁波在鏈路上的傳播速率主要有一下三種：
- 電磁波下自由空間中的傳播速率約為
3x10^8 m/s； - 電磁波下銅線電纜中的傳播速率約為
2.3x10^8 m/s； - 電磁波下光纖中的傳播速率約為
2x10^8 m/s；
4.3 排隊(duì)時(shí)延
????當(dāng)分組進(jìn)入路由器后，會(huì)在路由器的輸入隊(duì)列中排隊(duì)緩存并等待處理。在路由器確定了分組的轉(zhuǎn)發(fā)接口后，分組會(huì)在輸出隊(duì)列中排隊(duì)緩在并等待轉(zhuǎn)發(fā)。分組在路由器的輸入隊(duì)列和輸出隊(duì)列中排隊(duì)緩存所耗費(fèi)的時(shí)間就是排隊(duì)時(shí)延。
排隊(duì)時(shí)延一般無(wú)法用一個(gè)簡(jiǎn)單的公式進(jìn)行計(jì)算。
4.4 處理時(shí)延
路由器從自己的輸入隊(duì)列中取出排隊(duì)緩存并等待處理的分組后，會(huì)進(jìn)行一系列處理工作。例如，檢查分組的首部是否誤碼、提取分組首部中的目的地址、為分組查找相應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)接口以及修改分組首部中的部分內(nèi)容(例如生存時(shí)間)等。路由器對(duì)分組進(jìn)行這一系列處理工作所耗費(fèi)的時(shí)間就是處理時(shí)延。
與排隊(duì)時(shí)延類似，處理時(shí)延一般也無(wú)法用一個(gè)簡(jiǎn)單的公式進(jìn)行計(jì)算。文章來(lái)源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-761671.html
??結(jié)語(yǔ)
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到了這里，關(guān)于【網(wǎng)絡(luò)奇遇記】揭秘計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)：速率|帶寬|吞吐量|時(shí)延的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！
