计算机网络中吞吐量和时延的关联理解

通过链路和交换机移动数据的方法有三种：电路交换、分组交换以及报文交换

其中电路交换网络中，在端系统间通信会话期间，是预留了数据传输所需的路径资源。

总而言之，吞吐量、时延的讨论在分组交换网络中的意义最大。

 

吞吐量：

考虑从主机A到B跨越计算机网络传送文件，则在任何时间瞬间的瞬时吞吐量是主机B接收到该文件的速率（bps），比如用迅雷下载某文件时显示的瞬时下载速率，应当为该进程的瞬时吞吐量。而如果这个文件大小为F比特，主机B接收到所有F比特用去T秒，则 F/T bps 应当为文件传送的平均吞吐量。

引用百度百科：吞吐量是指对网络、设备、端口、虚电路或其他设施，单位时间内成功地传送数据的数量（以比特、字节、分组等测量）。

同时吞吐量的大小取决于传输路径上瓶颈链路的传输速率。

即假设服务器和客户间有N条链路的一个网络，这N条链路的对于传输文件的实际传输速率（举例：可能出现有一条公共链路传输速率虽然为Rbps，但其在t个下载之间平等划分它的传输速率，那么对于其中一个文件，该链路对其的实际传输速率可认为是R/t bps）分别是R1,R2,...,Rn。

则服务器到客户的文件传输的吞吐量应为 min{R1,R2,...,Rn}

 

时延:

分组交换网中，当分组从一个结点（主机or路由器）沿着这条路径到后继结点（主机or路由器），该分组在沿途的每个结点经受了几种不同类型的时延。

其中最为重要的是结点处理时延、排队时延、传输时延和传播时延。

在笔者看来，其正好对应了路由器对分组处理的几个重要阶段：一分组由上游结点通过路由器A向路由器B发送，当其从上游结点到达路由器A时，路由器首先检查分组首部和决定将该分组导向何处（这是处理时延的一部分，处理时延还能包括如检查比特级别的差错所需要的时间，该差错出现在 上游结点—>路由器A 的传输过程中），决定好去向后，分组接下来在链路上等待传输，如果等待的队列不为空或有其他分组正在传输，那么就会经受排队时延。再然后传输时延对应的便是分组的所有比特推向链路所需要的时间，传播时延则是分组在路由器A和B之间链路上传播所需的时间。

 

笔者理解：

吞吐量的意义在于对文件传输的速率。所以无论对于客户—服务器体系结构抑或是P2P体系结构，确保吞吐量的足够大对于文件的传输共享都是有必要的。吞吐量永远不会嫌多。

而时延的意义在于对实时交互应用程序的影响，比如视频通话，语音通话或是在线网络大型游戏。对于这些分布式应用程序而言，重要的、或者说最重要的不是吞吐量越多越好，而是稳定的数据传输以及具备满足实时数据传输的吞吐量下限。即时延越低越好。

换句话说，足够的吞吐量是合理时延的前提之一。