计算机网络的性能

(一):性能指标：速率、带宽、吞吐量、时延、时延带宽积、往返时间、利用率。

     1.速率：比特（bit)是计算机中数据量的单位。

                  速率即数据率或比特率是计算机网络中最重要的一个性能指标。

                  速率往往是指额定速率或标称速率。

     2.带宽：本来是指信号具有的频带宽度，单位是赫，表示最高频率与最低频率之差。

                  在计算机网络中，带宽用来表示网络的通信线路所能传递数据的能力，因此网络带宽表示在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”，单位是“比特每秒"或b/s.

                  千比每秒 Kb/s=10^3b/s

                  兆比每秒 Mb/s=10^6b/s

                  吉比每秒 Gb/s=10^9b/s

                  太比每秒 Tb/s=10^12b/s

                B与b的区别：

                KB=2^10B=1024B

                MB=2^20B

                GB=2^30B

                TB=2^40B

在时间轴上，信号的宽度随带宽的增大而变窄。

       3.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。

              吞吐率受网络的带宽或网络的额定速率的限制。

              若Rs

              若Rs>Rc,则端到端的吞吐量是多少?

              瓶颈链路：

                               端到端路径上，限制端到端吞吐量的链路

    4.传输时延(发送时延）

             发送数据时，数据块从结点进入到传输媒体所需要的时间。

             发送时延=数据块长度(比特)/信道带宽(比特每秒)

    5.传播时延：

             电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间。

             信号传输速率(即发送速率)和信号在信道上的传播速率是完全不同的概念。

             传播时延=信道长度(米)/信号在信道上的传播速率。

       处理时延：

             交换结点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的时间。

       排队时延：

            节点缓存队列中分组排队所经历的时延。

            排队时延的长度往往取决于网络中当时的通信量。

       总时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延

        四种时延产生的位置：

       6.时延带宽积：

                  时延带宽积=传播时延*带宽

                                    =Dprop*R(bit/s)

                  链路的时延带宽积又称以比特为单位的链路长度。

       7往返时间RTT：

                 在计算机网络中，RTT表示从发送方发送数据开始，到发送方收到来自接收方的确定总共经历的时间。

                在互联网中，还包括各中间结点的处理时延、排队时延和转发数据时的发送时延。

      8.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)。完全闲置的通道利用率为零。

               网络利用率则是全网络的信道利用率的加权平均值。

               信道利用率并非越高越好。

    9.时延与网络利用率的关系：

               根据排队论的理论，当某信道的利用率增大时，该信道引起的时延也就迅速增加。

               若令D0表示网络空闲的时延，D表示网络当前的时延，则在适当的的假定条件下，可以利用下面的简单公式表示D和D0之间的关系：

                                   D=D0/1-U

               U是网络利用率，数值在0到1之间。