计算机网络性能指标简介

计算机网络的性能指标大概分为速率带宽吞吐量时延时延带宽积往返实际RTT利用率
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速率

速率即数据率或称数据传输率比特率

比特

在计算机当中,计算机发送出的信号,都是以数字形式发送,比特就相当于计算机数据量的一个单位(数据传输单位)。

  • 1/0 组成
  • 以位为单位

定义

连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据位数的速率
单位: b/skb/sMb/s

存储容量

1 Byte(字节)=8bit (比特)

带宽

原本指的是某个信号具有的频带宽度,即最高频率与最低频率之差,单位是赫兹 (Hz) 。

在计算机网络中,带宽用来表示网络的通信线路传送数据的能力,通常是指单位时间内从网络中的某一个点到另一个点所通过的“最高数据率”,单位是“比特每秒”,b/s,kb/s,Mb/s,Gb/s。(网络设备所能支持的最高速度)

链路带宽

指链路在入口的位置发送数据的数量,而不是链路传播的速率,因为链路的依靠电磁波传播。

假如,链路带宽是2Mb/s,指的是在1us内向链路注入了2bit数据。提高了这个。相当于母鸡生蛋的速度变快了,每秒能生两科,但是掉落的速度是一样的。

吞吐量

表示在单位时间内通过某个网络或信道,接口的数据量。单位 b/s,kb/s,Mb/s等。
吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制。
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如图所示,两个服务器向客户端发送数据,但是由于服务器本身的速率只能 20Mb/s 和 10Mb/s ,这个时候在一秒当中,通过这条线路的某个关口或者网卡的总吞吐量为 30Mb/s(这里指的是实际的量), 也就是把所有链路都加和,就是吞吐量了。

时延

指的是数据(报文/分组/比特流)从网络(或链路)的一端传送到另一端所需的时间。也叫延迟或迟延。单位是S

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  • 发送时延->传播时延->排队时延->处理时延

分类

发送时延

是指从发送分组的第一个比特算起,到该分组最后一个比特发送完毕所需的时间(一般发生在主机内部或者网络适配器等)
加入数据0101010101从自己身上推到信道上,这样的过程

影响

  • 发送数据的长度
  • 发送数据的快慢

发送时延=数据长度/信道带宽(发送速率)

传播时延

是电磁波在信道上传播一定距离所花的时间。
当数据0101010101从起始位置到碰到路由器为止。

影响

  • 电磁波的传播速度
    • 2.** X 10^8
  • 链路长度

传播时延=信道长度/电磁波在信道上的传播速率

为什么是电磁波

因为信号经过一定的调制手法,以电磁波位载体传输

排队时延

等待输出/输入链路可用
如果数据0101010101已经到路由器那边了,可是路由器忙(要处理之前的数据)所以要等待。

处理时延

等排队到了以后,要进行转发,找错,找出口等工作。

注意

如果求总时延,也就将上述的四类时延加起来。
补充一点:

高速链路

指的是,发送速率提高也就是信道带宽,在数据长度不变的情况下,减少了发送延时,但是这是影响不到电磁波的传播速率,因为电磁波的传播速率是受两点影响,一个用的是什么介质,光纤什么的,同轴电缆,高速指的是提高了带宽,减少了发送时延。但是传播时延是不变的。

时延带宽积

时延带宽积=传播时延 X 带宽
bit s b/s

描述信息量(数据量)的性能属性。又称为以以比特位单位的链路长度。即某段链路现在有多少比特。

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如图所示,带宽指得是发送速率,在A这一端一直发送数据,而传播时延,可以这样理解,有一个比特,在A端的信道上了,经过一个传播时延到B的位置。在第一个比特在信道上走,其他比特在第一个后面跟上,直到第一个比特到达B端,这时候发送停止,这个时候的时延带宽积,也就是管道中的比特。(容量)

往返时间RTT

想当于打游戏的时延,从发送方发送数据开始,到发送方收到就接受方的确认(接受方收到数据后立即发送确认)总共经历的时延。

  • 开始的时间:从发送方的第一个比特位放到信道开始。
  • 结束的时间:发送方接受的接受的确认,也就是接受方接受的第一个比特位的发送回确认开始。

RTT越大,在收到确认之前,可以发送的数据越多。

包括

  • 往返的传播时延=传播时延*2
  • 末端处理时间

这里不指传输时延,也就是把数据推到信道上的时延。

利用率

  • 信道利用率
    • 有数据通过的时间/(有+无数据通过的时间)
  • 网络利用率
    • 所以信道利用率的加权平均值

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如图所示,其实可以这样理解,我们知道,当马路上,车辆过少的时候,利用率,就不高,但是(利用率接近 1 的时候)在当我们把车辆填满了,导致车辆行走缓慢,这个时候速率就变低了。

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