计算机网路:性能指标

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速率

一个比特(bit)就是二进制数字中的一个 1 或 0,速率指的是数据的传送速率,它也称为数据率 (data rate)或比特率 (bit rate)。速率的单位是 bit/s,或 kbit/s、Mbit/s、 Gbit/s 等。例如 4 × 1010 bit/s 的数据率就记为 40 Gbit/s。速率往往是指额定速率或标称速率,非实际运行速率。

带宽

在计算机网络中,带宽用来表示网络中某通道传送数据的能力。表示在单位时间内网络中的某信道所能通过的“最高数据率”。带宽单位是 bit/s ,即 “比特每秒”。

吞吐量

吞吐量 (throughput) 表示为,发送端与接收端间传输数据的速率。在任何时间目的主机接收文件的速率为瞬时吞吐量单位时间内通过某个网络(或信道、接口)的实际数据量平均吞吐量。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。
吞吐量取决于数据流过的链路的传输数据,如果许多其他数据流也通过这条链路流动,一条具有高传输速率的连读仍然可能成为文件传输的瓶颈链路。

时延

时延 (delay 或 latency) 是指数据(一个报文或分组,甚至比特)从网络(或链路)的一端传送到另一端所需的时间。有时也称为延迟或迟延。

仅当在该链路没有其他分组正在传输,并且没有其他分组在该队列前,才能在链路上继续传输分组。如果该链路当前正繁忙或有其他分组在链路上排队,则新到达的分组将加入排队。

发送时延

发送时延也称为传输时延,指的是发送数据时,数据帧从结点进入到传输媒体所需要的时间。也就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。计算公式为:

传播时延

传播时延电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间,与传播时延有本质上的不同。信号发送速率和信号在信道上的传播速率是完全不同的概念,信号传送的距离余元,传播时延就越大。计算公式为:

发送时延是路由器退出分组所需要的的时间,传播时延是一个比特发送到另一台路由器所需要的时间。

处理时延

主机或路由器在收到分组时,为处理分组(例如分析首部、提取数据、差错检验或查找路由)所花费的时间。

排队时延

分组在路由器输入输出队列中排队等待处理所经历的时延,排队时延的长短往往取决于网络中当时的通信量。

总时延

网络中的总时延由以下上述 4 种时延相加计算得出,在总时延中究竟是哪一种时延占主导地位,必须具体分析才能得知。

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,因此“在高速链路(或高带宽链路)上,比特会传送得更快些”的说法是错误的。

丢包率

在现实中,一条链路前的队列只有有限的容量。到达的分组若发现队列已满,由于该分组无处安放,路由器会丢弃该分组。丢失的分组可能基于端到端的原则重传,确保所有的数据从源传输到了目的地。

时延带宽积

链路的时延带宽积又称为以比特为单位的链路长度,表示信道的“体积”,即链路可以容纳多少比特。计算公式为:

只有在代表链路的管道都充满比特时,链路才得到了充分利用。

往返时间 RTT

互联网上的信息不仅仅单方向传输,而是双向交互的,因此有时很需要知道双向交互一次所需的时间。往返时间 RTT表示从发送方发送数据开始,到发送方收到来自接收方的确认总共经历的时间

利用率

信道利用率

信道利用率是对通过信道的数据度量,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,计算公式如下:

网络利用率

网络利用率则是全网络的信道利用率的加权平均值,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

参考资料

《计算机网络(第七版)》 谢希仁 著,电子工业出版社
《计算机网络 自顶向下方法》 [美] James F.Kurose,Keith W.Ross 著,陈鸣 译,机械工业出版社

posted @ 2020-07-10 13:27  乌漆WhiteMoon  阅读(897)  评论(0编辑  收藏  举报