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计算机网络的性能指标


性能指标从不同方面度量计算机网络的性能。常用的性能指标如下。

速率(Speed)

指连接到网络上的节点在数字信道上传送数据的速率,也称比特率,单位为 bit/s(bps)。

带宽(Bandwidth)

在计算机网络中,带宽表示网络的通信线路所能传送数据的能力,即数字信道所能传送的"最高数据传输速率",单位是比特/秒(b/s)。

带宽原本表示通信线路允许通过的信号频率范围,单位是赫兹(Hz)。

吞吐量(Throughput)

指单位时间内通过某个网络(或信道、接口)的实际数据量。

吞吐量常用于对实际网络的测量,以便获知到底有多少数据量能够通过网络。

时延(Delay)

指数据(一个报文或分组)从网络(或链路)的一端传送到另一端所需的总时间。

  • 发送时延

    也称传输时延,节点将分组的所有比特推向链路所花的时间,即从发送分组的第一个比特算起,到该分组的最后一个比特发送完毕所花的时间。

    = (bit) (bps)
  • 传播时延

    电磁波在信道(传输介质)中传播一定的距离所花的时间,即一个比特从链路的一端传播到另一端所需的时间。

    = (m) (bps)

【注】 注意区分传输时延和传播时延。传输时延是节点将分组推向网络所需的时间,它取决于分组长度和发送速率。传播时延是一个比特从一个节点传播至另一节点所需的时间,它取决于两个节点之间距离和信道所使用的传输介质,而与分组长度或发送速率无关。
  • 处理时延

    分组在交换节点为存储转发而进行的一些必要处理所花的时间。

    例如,分析分组的首部、差错检验或查找合适的路由等。

  • 排队时延

    分组在路由器的输入队列或输出队列中排队等待所花的时间。

因此,数据在网络中经历的总时延就是以上四部分时延之和:

=+++

题目未说明的情况下,仅考虑发送时延和传播时延。

时延带宽积

指发送端发送的第一个比特即将到达终点时,发送端已发出了多少比特,也称以比特为单位的链路长度,即:

=×

如图所示,考虑一个代表链路的圆柱形管道,其长度表示链路的传播时延,横截面积表示链路带宽,则时延带宽积表示该管道可以容纳的比特数量。


时延带宽积

往返时延(RTT)

指从发送端发出一个短分组,到发送端收到来自接收端的确认(接收端收到数据后立即发送确认)总共经历的时间。在互联网中,往返时延还包括各中间节点的处理时延、排队时延及转发数据时的发送时延。

信道利用率

用来指出某个信道有百分之多少的时间是有数据通过的。

=+

信道利用率并非越高越好,信道利用率太低会浪费网络资源;信道利用率太高会产生较大的时延,导致网络拥塞。这就好比当公路上的车流量很大时,容易出现拥堵。

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