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??系列專欄：網絡奇遇記、數據結構
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????計算機網絡的性能指標是用來衡量和評估網絡的各種性能方面的指標。常用的有速率、帶寬、吞吐量、時延、時延帶寬積、往返時間、利用率及丟包率這8個性能指標。通過對這些指標的監(jiān)測和優(yōu)化，可以提升網絡的性能和效率。

速率：
計算機網絡中的速率是指數據的傳送速率（即每秒傳送多少個比特），也稱為數據率或比特率。

帶寬：

• 帶寬在模擬信號系統中的意義：是指某個信號所包含的各種不同頻率成分所占據的頻率范圍；
• 帶寬在計算機網絡中的意義：用來表示網絡的通信線路所能傳送數據的能力，即在單位時間內從網絡中的某一點到另一點所能通過的最高數據率。

吞吐量：
吞吐量是指在單位時間內通過某個網絡或接口的實際數據量。吞吐量會受網絡帶寬的限制。

時延：
時延是指數據從網絡的一端傳送到另一端所耗費的時間，也稱為延遲或遲延。網絡中的時延由發(fā)送時延、傳播時延、排隊時延以及處理時延這四部分組成。

• 發(fā)送時延：發(fā)送時延是主機或路由器發(fā)送分組所耗費的時間，計算公式如下：

• 傳播時延：傳播時延是電磁波在鏈路（傳播介質）上傳播一定的距離所耗費的時間，計算公式如下：
  

• 排隊時延：分組在路由器的輸入隊列和輸出隊列中排隊緩存所耗費的時間就是排隊時延，一般無法用一個簡單的公式進行計算。

• 處理時延：路由器對分組進行這一系列處理工作所耗費的時間就是處理時延，一般無法用一個簡單的公式進行計算。

一. 時延帶寬積

????時延帶寬積是傳播時延和帶寬的乘積。時延帶寬積的計算公式如下所示：

????我們可以將鏈路想象成一個圓形管道，管道的長度是鏈路的傳播時延（即以時間作為單位來表示鏈路長度），管道的橫截面積是鏈路的帶寬，如下圖所示。時延帶寬積就相當于管道的容積，表示這樣的鏈路可以容納的比特數量。

二. 往返時間

????往返時間（RTT）是指從發(fā)送端發(fā)送數據分組開始，到發(fā)送端收到接收端發(fā)來的相應確認分組為止，總共耗費的時間。我們將網絡簡化成主機A和主機B通過一臺路由器進行相連，共兩段鏈路。主機A給主機B發(fā)送數據分組（下圖 ①），主機B收到數據分組后給主機A發(fā)送相應的確認分組（下圖 ②）。從主機A發(fā)送分組數據分組開始，到主機A收到主機B發(fā)發(fā)來的相應確認分組為止，就是一次交互的往返時間。

三. 利用率

利用率有鏈路利用率和網絡利用率兩種。

鏈路利用率：

鏈路利用率是指某條鏈路有百分之幾的時間是被利用的（即有數據通過）。完全空閑的鏈路的利用率為零。

網絡利用率

網絡利用率是指網絡中所有鏈路的鏈路利用率的加權平均。

當某鏈路的利用率增大時，該鏈路引起的時延就會迅速增加。例如，當公路上的車流量增大時，公路上的某些地方會出現擁堵，所需行車時間就會變長。網絡也是如此，當網絡的通信量較少產生的時延并不大，但網絡的通信量不斷增大時，分組在交換節(jié)點（路由器或交換機）中的排隊時延會隨之增大，因此網絡引起的時延就會增大。

四. 丟包率

????丟包率是指在一定的時間范圍內，傳輸過程中丟失的分組數量與總分組數量的比率。丟包率可以分為接口丟包率、節(jié)點丟包率、鏈路丟包率、路徑丟包率以及網絡丟包率等等，如下圖所示：

分組丟失主要有以下兩種情況：

• 分組在傳輸過程中出現誤碼，被傳輸路徑中的節(jié)點交換機（例如路由器）或目的主機檢測出誤碼而丟棄。
• 節(jié)點交換機根據丟棄策略主動丟棄分組

丟包率可以反映網絡的擁塞情況：

• 無擁塞時路徑丟包率為0；
• 輕度擁塞時路徑丟包率為1%~4%；
• 嚴重擁塞時路徑丟包率為5%~15%。

當網絡的丟包率較高時，通常無法正常使用網絡應用。

??結語

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文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-769103.html

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