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计算机网络常用的性能指标

1. 速率

  • 数据的传送速率,也称为数据率(data rate)比特率(bit rate)
  • 单位:bit/s(比特每秒)或b/s,有时也写为bps,即bit per second。
  • 一般所说的网络的速率指的是额定速率标称速率

2. 带宽(bandwidth)

意义1(频域称谓):

  • 某个信号具有的频带宽度。也称通频带
  • 单位:

意义2(时域称谓):

  • 在计算机网络中,网络带宽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:bit/s

3. 吞吐量(throughput)

  • 在单位时间内通过某个网络(或信道、接口)的实际的数据量。
  • 单位与数据率的单位相同。但有时也会用每秒传送的字节数帧数表示。

4. 时延(delay或latency)

  • 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
  • 其它称谓:延迟迟延

分类

发送时延(transmission delay)

  • 主机或路由器发送数据帧所需要的时间。
  • 计算公式:$$发送时延=\rm\frac{数据帧长度(bit)}{发送速率(bit/s)}$$

传播时延(propagation delay)

  • 电磁波在信道中传播一定的距离需要花费的时间
  • 计算公式:$$传播时延=\rm\frac{信道长度(m)}{电磁波在信道上的传播速率(m/s)}$$

处理时延

  • 主机或路由器在收到分组时进行处理的时间。

排队时延

  • 在分组进入路由器后,在输入队列排队等待处理和在输出队列中排队等待转发的时间。
  • 当网络通信量很大时会发生队列溢出,使分组丢失,相当于排队时延为无穷大。

总时延计算

$$总时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延$$

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
  • 计算公式:$$时延带宽积=传播时延\times 带宽$$

6. 往返时间RTT(Round-Trip Time)

  • 双方交互一次所需时间

7. 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)
  • 网络利用率:全网络的信道利用率的加权平均值。
  • 信道或网络的利用率过高会产生非常大的时延。一些拥有较大主干网的ISP通常控制信道利用率不超过50%,超过就准备扩容,增大线路带宽。
  • 令\(D_0\)表示网络空闲时的时延,D表示网络当前的时延,在适当的假定条件下,可以下面的公式表示D,\(D_0\)和网络利用率U之间的关系:$$D=\frac{D_0}{1-U}$$

Notes

  • 一般在计算机科学中,特别是磁盘存储领域,\(\rm M=1024K=2^{20}\);在通信领域,\(\rm M=1000k=10^6\)。

Bibliography

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