一、计算机网络的性能指标

常用的计算机的网络指标有7个：`速率`、`宽带`、`吞吐量`、`时延`、`往返时间`、`利用率`、`丢包率`

1.1.1 速率

• 计算机发送的信号以二进制数字形式的。
• 一个二进制数字就是一个比特（bit）。
• 字节：bute ， 1bute = 8 bit。
• 常用数据量单位：
  
• 速率：连接在计算机网络上的主机在数字信道上传比特数据的速率，也称为比特率或数据率。
  
• 思考：
  

1.1.2 宽带

• 在计算机网络中，宽带用来表示网络中某个信道传输数据的能力，因此网络宽带表示在单位时间内网络中的某信道所能通过的“最高数据率”
• 单位： b/s（kbs，MB/s，Gb/s，Tb/s）
• 宽带的带宽时100兆：出口网速最高100MB/s

1.1.3 吞吐量

• 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
• 吞吐量被经常用于对现实时间中的网络的一种测量，以便知道实际上到底有多少数据能够通过网络。
• 吞吐量受网络的宽带或额定速率的限制。
  
• 注意⚠️吞吐量和带宽的区别： 带宽指的是最大的传输速度，而吞吐量指的是实际传输数据

1.1.4 时延

• 时延（delay或latency）是指数据（一个报文或分组，甚至比特） 从网络（或链路）的一段传送到另一端所需的时间。时延是一个很重要的性能指标，它有时也称为延迟或迟延。
  
• 网络中的时延是由以下几个不同的部分组成的：
  • 发送时延
    • 主机或路由器发送数据帧所需的时间
    • 发送时延的计算公式：
      
    • 主机的发送速率和网卡的发送速率、信道的宽带、接口速率有关（发送速率取决于三者中最低值）
    • 
  • 传播时延
    • 电磁波在信道中传播一定的距离所需要花费的时间
    • 传播时延的计算公式：
    • 
    • 各介质的传播速度：
  • 处理时延
    • 处理时延指的是主机 或者 路由器收到分组信息花费的时间。例如分析分组的头部、从分组中提取数据部分、查找适当的路由等
      
      
      

1.1.5 往返时间

• RTT(Round-Trip Time)往返时间在计算机网络中它时一个重要的性能指标。表示从发送端讲数据发送到传输媒介开始，到发送端收到来自接收端的确认总共经历的时间（不包含发送时间）
• RTT由三个部分决定：链路的传播时间、末端系统的处理时间、路由器的缓存中的排队和处理时间。其中前两个部分的值作为一个TCP连接相对固定，路由器的缓存中的排队和处理时间会随着整个网络拥塞程度变化。
• 例如，A向B发送数据。如果数据长度是100MB，发送速率是100Mbit/s，那么
• 如果B正确收完100MB的数据后，将立即向A发送确认。再嘉定A只有在收到B的确认消息后，才能继续向B发送数据。显然，这需要等待一个往返时间RTT（这里假定确认信息很短，可忽略B发送确认的时间）。如果返回时间=2s，那么可以算出A向B发送数据的有效数据率为80Mbit/s。比原来的数据率100Mbit/s小很多。
  

1.1.7 丢包率

• 丢包率即分组丢包率，是指在一定时间范围内，传输过程中丢失的分组数量与总分组数量的比率。
• 丢包率是网络运维人员非常关心的一个网络性能指标，但对于普通用户来说往往并不关心这个指标，因为他们通常意识不到网络丢包。
• 分组丢失主要有两种情况：
  • 分组在传输过程中误码，被结点丢弃
  • 主机发送的分组在运输过程中出现了误码，当分组进行传输路径汇总的结点交换机后，被结点交换机检测出了误码。进而被丢弃。
  • 分组到达一台队列已满的分组交换机时被丢弃；在通信量较大时可能造成网络堵塞
    
  • 假设路由器R5当前的输入缓存区已满，此时主机发送的分组到达该路由器。路由器没有存储空间暂存该分组，只能讲其丢弃。实际上。路由器根据自身的堵塞控制方法，在输入缓存还未满的时候就主动丢弃分组。
  • 此时，丢包率反映了网络的堵塞情况：无拥塞时路径丢包率为0
  • 轻度拥塞时路径丢包率为1%～4%
  • 严重拥塞时路径丢包率为5%～15%

最后

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