计算机网络的性能指标

计算机网络的性能指标

1. 速率

速率是指数据在网络中传送的速度，通常用比特率或数据率来表示，单位是b/s，或bit/s，即比特每秒，或者bps(bit per second)。

速率单位：1 Ybps = 10^24 bps(尧), 1 Zbps = 10^21 bps(泽), 1 Ebps = 10^18 bps(艾), 1 Pbps = 10^15 bps(拍), 1 Tbps = 10^12 bps(太), 1 Gbps = 10^9 bps(吉), 1 Mbps = 10^6 bps(兆), 1 kbps = 10^3 bps(千)

存储单位：1MB = 2^20B, 1KB = 2^10B，1B = 8b

2. 带宽

带宽有两种含义：

• 信号的带宽，即信号的频带宽度，单位是Hz，表示信号中包含的频率成分的多少，是信号的一个重要特性。
• 传送数据的带宽，即网络的最高通信速率，单位是bps，表示单位时间内网络中的数据量。

前者为频域，后者为时域。

3. 吞吐量

吞吐量是单位时间内通过某个网络(或信道、接口)的数据量，单位是bps。

吞吐量与带宽有关，但不完全相同。带宽是网络的理论最高速率，而吞吐量是实际速率，受到网络中其他因素的影响。例如，带宽为100Mbps的网络，如果网络中只有一个用户，那么吞吐量也是100Mbps，但如果网络中有多个用户，那么吞吐量就会小于100Mbps。

4. 时延和时延带宽积

参考文章

5. 往返时间RTT

RTT(Round-Trip Time)是指发送端发送数据开始，到发送端收到来自接收端的确认(接收端收到数据后便立即发送确认)，总共经历的时间。

RTT不包括数据发送时间，只包括从发送端发送数据开始，到发送端收到接收端确认这段时间。
$$\begin{gathered} 发送时间=\frac{数据长度}{发送速率} \\ 有效数据率=\frac{数据长度}{发送时间+RTT} \end{gathered}$$

6. 利用率

利用率是指某资源的繁忙程度，即该资源被利用的时间与总时间的比值。

利用率分为信道利用率和网络利用率。

信道利用率：信道利用率是指信道有数据通过的时间与总时间的比值。

网络利用率：网络利用率是指网络中有数据通过的时间与总时间的比值，它是信道利用率的加权平均值。

信道利用率并不是越大越好，因为信道利用率过大会导致数据包丢失率增大，从而降低网络的吞吐量。因为当信道利用率过大时，数据包在传输过程中的时延也会增大，从而导致数据包在缓存中的存储时间增加，从而增大了数据包丢失的概率。

空闲时的时延D与利用率U成反比。