Day2：计算机网络概述——计算机网络性能指标：分组延时、丢失和吞吐量

加油偷博人！

二、计算机网络性能

1.指标：速率、带宽、延迟/时延(delay或latency)、时延带宽积、丢包率、吞吐量/率（Throughput）

1.1 速率

速率即数据率(data rate)或称数据传输速率或比特率(bit rate)

• 单位时间（秒）传输信息（比特）量 计算机网络中最重要的一个性能指标 单位：b/s（或bps）、kb/s、Mb/s、Gb/s
• 其中k=10³、 M=10⁶、G=10⁹ (与计组、程序设计课程等的kMG不一样

速率往往是指额定速率或标称速率

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1.2 带宽

“带宽”(bandwidth)原本指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） (比如声音的带宽

• 网络的“带宽”通常是数字信道所能传送的**“最高数据率”，单位：b/s (bps)**
• 常用的带宽单位:
  kb/s （10³ b/s）
  Mb/s（10⁶ b/s）
  Gb/s（10⁹ b/s）
  Tb/s（10¹² b/s）

1.3 延迟/时延（delay或latency）

Q：先思考一个问题，Delay 何来、丢包何来？
A:
1.分组在路由器缓存中排队；
2.分组到达速率超出输出链路容量时；
3.分组等待排到队头、被传输

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• 四种分组延迟
  • d_proc: 结点处理延迟（nodal processing delay）
     差错检测
     确定输出链路
     通常< msec
  • d_queue: 排队延迟（queueing delay）
     等待输出链路可用的time
     依赖于路由器拥塞程度
  • d_trans: 传输延迟（transmission delay）
    L: 分组长度(bits)
     R: 链路带宽 (bps)  d_trans = L/R
     存储转发延时
  • d_prop: 传播延迟（propagation delay）
    d: 物理链路长度
     s: 信号传播速度 (~2×10⁸m/sec) (0.7c,0.7倍的光速)
     d_prop = d/s

如图：


再看一个例子说明四种延迟 ： 车队过收费站

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最后看一个排队延迟的图。流排队延时取决于流量强度



 在Windows系统下

•  Tracerert hostname
   如 Tracerert www.gucas.ac.cn
•  更完整的例子
   tracert [-d] [-h maximum_hops] [-j computer-list] [-w timeout] target_name
   请见帮助：http://www.linkwan.com/gb/broadmeter/article/trace-help.htm
•  测试网址：  www.traceroute.org  www.linkwan.com
  

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1.4 时延带宽积（带宽时延积）

时延带宽积 = 传播时延 * 带宽 = d_prop * R （bps） 如图：

链路的时延带宽积又称为以比特为单位的链路长度

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1.5丢包率

• 产生丢包的Reasons：
  队列缓存容量有限；
  分组到达已满队列将被丢弃 (即丢包)；
  丢弃分组可能由前序结点或源重发（也可能不重发）如图
  

所以，丢包率是：丢包率= 丢包数/已发分组总数

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1.6 吞吐量/率（Throughput）

何谓 吞吐量: 表示在发送端与接收端之间传送数据速率 (b/s)。两种指标：即时和平均的吞吐量。
 即时吞吐量 : 给定时刻的速率
 平均吞吐量 : 一段时间的平均速率

如图，左侧服务器发送信息到右侧主机，左侧链路带宽为Rs，右侧为Rc


所谓瓶颈链路：端到端路径上，限制端到端吞吐量的链路如图：

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本篇结束。