计算机网络 常见网络性能指标

前言

本文梳理计算机网络中常用性能指标。

和速度相关的指标：速率、带宽、吞吐量
和时间有关的指标：时延、时延带宽积、往返时延RTT
衡量总体的：利用率

速率

速率即数据率或称数据传输率或比特率。
连接在计算机网络上的主机在数字 信道上传送数据位数的速率。
单位是b/s。

带宽

计算机网络中，带宽用来表示网络的通信线路传送数据的能力。通常是指单位时间内从网络中的某一点到另一点所能通过的最高数据率。网络设备所支持的最高速度。
单位是b/s。

在发送入口处最高能发送数据的速率。

吞吐量

表示在单位时间内通过某个网络(或信道、接口)的数据量。单位是b/s。
吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制。

时延

数据报(报文/分组/比特流)从网络(或链路)的一端传送到另一端所需的时间。也叫延迟或迟延。
单位是s。
包含发送时延、传播时延、排队时延和处理时延。

• 传输时延(发送时延)：
  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需的时间。
  传输时延 = 数据长度 / 信道带宽(发送速率)。

• 传播时延
  电磁波在信道上传播一定距离所花费的时间。取决于电磁波传播速度和链路长度。
  传播时延 = 信道长度 / 电磁波在信道上传播的速率。

• 排队时延
  等待输出链路或输入链路可用所需的时间。在路由器中缓存等待被处理的时间。

• 处理时延
  在路由器等待转发的中检错、找出口的时间。

时延带宽积

时延带宽积 = 传播时延 * 带宽。 描述信道容量的属性。单位是b/s。
时延带宽积又称为以比特为单位的链路长度，即某段链路现在有多少比特。

描述1s内该信道有多少bit。

往返时延RTT

是指从发送方发送第一个数据开始，到发送方接收到接收方的确认结束，总共经历的时延。
可以通过ping查看。

• RTT包括：
  往返传播迟延(传播时延 * 2) + 末端处理时间(接收方处理时间)

利用率

利用分为信道利用率和网络利用率。

• 信道利用率 = 有数据通过的时间 / (有+无)数据通过时间
  

• 网络利用率 = 信道利用率加权平均值