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1.6.1 计算机网络的性能指标
性能指标：从不同方面来度量计算机网络的性能。
1. 速率
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是最重要的一个性能指标
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是指数据的传送速率，也成为数据率或比特率
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单位：bit/s，或kbit/s、Mbit/s、Gbit/s等
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单位换算：
k=103=千 M=106=兆 G=109=吉 T=1012=太 P=1015=拍 E=1018=艾 Z=1021=泽 Y=1024=尧
例如：4 * 1010 bit/s 的数据率就记为 40 Gbit/s
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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
“带宽”有以下两种不同的意义：
- 频域：
- 某个信号具有的频带宽度
- 单位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）
- 某信道允许通过的信号频带范围称为该信道的带宽
- 时域：
- 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”
- 单位就是数据率的单位 bit/s
二者本质相同。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。
3. 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
- 受网络的带宽或网络的额定速率的限制
- 额定速率是绝对上限
- 可能会远小于额定速率，甚至下降到零
- 有时可用每秒传送的字节数或帧数来表示
4. 时延
- 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
- 有时也成为延迟或迟延
- 组成：
- 发送时延
- 传播时延
- 处理时延
- 排队时延
（1）发送时延
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也称为传输时延
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是主机或路由器发送数据帧所需要的时间，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
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是电磁波在信道中传播一定的距离需要花费的时间
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电磁波传播速率：
- 自由空间的传播速率是光速 = 3.0*105 km/s
- 在铜线电缆中的传播速率约 = 2.3*105 km/s
- 在光纤中的传播速率约 = 2.0*105 km/s
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注意：发送时延与传播时延有本质上的不同
- 发送时延发生在机器内部的发送器中，与传输信道的长度（或信号传送的距离）没有任何关系
- 传播时延则发生在机器外部的传输信道媒体上，而与信号的发送速率无关。信号传送的距离越远，传播时延就越大
（3）处理时延
主机或路由器在收到分组时，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和转发所经历的时延
- 排队时延的长短往往取决于网络中当时的通信量。当网络的通信量很大时会发生队列溢出，使分组丢失，这相当于排队时延为无穷大
小结：
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一般来说，小时延的网络要优于大时延的网络
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某些情况下，一个低速率、小时延的网络很可能要优于一个高速率但大时延的网络
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在总时延中，究竟是哪一种时延占主导地位，必须具体分析
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四种时延产生的地方：
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容易产生的错误概念
以下说法是错误的：
“在高速链路（或高带宽链路）上，比特会传送得更快些”
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。
提高数据的发送速率只是减小了数据的发送时延。
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例题：
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。
管道中的比特数表示从发送端发出但尚未到达接收端的比特数。
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。
6. 往返时间RTT
表示从发送方发送完数据，到发送方收到来自接收方的确认总共经历的时间。
上图中：
往返时间RTT＝结点A到B的传播时延tp
+结点B处理和排队时延tPQB
+结点B发送时延tTB
+结点B到A的传播时延tp
=2*传播时延tp
+结点B处理和排队时延tPQB
+结点B发送时延tTB
例题：
补充：
- 在互联网中，往返时间还包括各中间节点的处理时延、排队时延以及转发数据时的发送时延。
- 使用卫星通信时，往返时间RTT相对较长，此时，RTT是很重要的一个性能指标。
7. 利用率
信道利用率：
- 某信道有百分之几的时间是被利用的（即有数据通过）。
- 完全空闲的信道的利用率是零。
网络利用率：
全网络的信道利用率的加权平均值。
时延与网络利用率的关系：
根据排队论，当某信道的利用率增大时，时延会迅速增加。
1.6.2 计算机网络的非性能特征
非性能指标与性能指标有很大的关系。
参考资料：《计算机网络(第8版)》—— 谢希仁