计算机网络计算机网络的性能指标
Posted 栗栗本栗
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了计算机网络计算机网络的性能指标相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
计算机网络的性能一般是指它的几个重要的性能指标，主要包括：
1. 速率
比特（bit）是计算机中数据量的单位，也是信息论中使用的信息量的单位。
- 比特（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。
- 速率是计算机网络中最重要的一个性能指标，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*10^10 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。
2. 带宽
两种不同意义：
- “带宽”(bandwidth)本来是指信号具有的频带宽度，其单位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。
- 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”。单位是“比特每秒”，或 bit/s。
在“带宽”的上述两种表述中，前者为频域称谓，而后者为时域称谓，其本质是相同的。也就是说，一条通信链路的“带宽”越宽，其所能传输的“最高数据率”也越高。
数字信号流随时间的变化
3. 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。
4. 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。
网络中的时延由以下几个不同的部分组成：
(1) 发送时延
(2) 传播时延
(3) 处理时延
(4) 排队时延
(1) 发送时延
- 也称为传输时延。
- 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。
(2) 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。
- 发送时延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。
(3)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。
(4)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。
数据在网络中经历的总时延就是发送时延、传播时延、处理时延和排队时延之和
总时延 = 发送时延 + 传播时延 + 处理时延 + 排队时延
5. 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。
6. 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。
- 在互联网中，往返时间还包括各中间结点的处理时延、排队时延以及转发数据时的发送时延。
- 当使用卫星通信时，往返时间RTT相对较长，是很重要的一个性能指标。
7. 利用率
- 分为信道利用率和网络利用率。
- 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。
- 信道利用率并非越高越好。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。
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。
- 若令 D0 表示网络空闲时的时延，D 表示网络当前的时延，则在适当的假定条件下，可以用下面的简单公式表示 D 和 D0之间的关系：
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