1.6 计算机网络的性能指标和非性能指标

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我是靠谱客的博主生动小丸子，最近开发中收集的这篇文章主要介绍1.6 计算机网络的性能指标和非性能指标，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

计算机网络的性能指标

1、速率（数据率，比特率）
网络技术中的速率是指 数据的传送速率，两个设备之间 数据流动的物理速度
网络的速率一般指的是额定速率或者标称速率，是理想值，而不是实际值
2、带宽
原指某个信号所包含的各种不同的频率成分所占据的 频率范围，如传统的通信线路上传送的电话信号的标准带宽为 3.1 kHz （300 Hz 到 3.4 kHz）。
计算机网络 中，表示单位时间内网络中的某信道所能通过的最高数据率。不是实际运行速率，类似于公路限速。
3、吞吐量
单位时间内通过 某个网络（或信道、接口） 的实际的数据量。（门的大小，出车量）
更经常的用于对现实网络的测量，表示实际到底能多多少数据量能在单位时间通过网络
吞吐量受到 带宽 和 额定速率 的限制，如：对一个 1Gbps 的以太网，其额定速率就是 1Gbps，这个数值也是以太网吞吐量的绝对上限值，吞吐量只会比这个是绝对上限值要低。
4、时延
是指数据（一个报文或分组，甚至比特）从网络（或链路）的 一端 传送到 另一端 所需的时间
包括下面四部分：
a. 发送时延：又叫传输时延，主机或路由器发送数据帧所需时间，从发送数据帧的第一个比特算起，到最后一个比特结束所需时间，又叫传输时延
发送时延 = 数据帧长度 / 发送速率
b. 传播时延：电磁波在信道中传播一定距离需要花费的时间
传播时延 = 信道长度 / 电磁波在信道上的传播速率
电磁波 在自由空间的传播速率是光速，在 网络媒体中的传播速率 要比 自由空间 低一些（铜线的比光纤的传播速率快）
c. 处理时延：主机或路由器收到分组时要花费一定的时间进行处理（如分析分组的首部，从分组中提取数据部分，进行差错校验，查找适当的路由等），由此产生处理时延
d. 排队时延：分组在经过网络传输时，要经过很多路由器，分组进入路由器后要先在 输入队列 中排队等待处理。在路由器确定转发接口后，还要在 输出队列 中排队等待转发。
排队时延的长短取决于网络当时的通信量，通信量很大时会发生队列溢出，使分组丢失，相当于排队时延为无穷大

注意 传输速率 和 传播速率 的区别，传播速率只取决于通信线路的介质材料，无法人为提高除非换线路材料。
总时延中哪一种时延占主导地位，必须具体分析
通常所说的光纤信道的传输速率高，是指可以用很高的速率向光纤信道发送数据，但是光纤信道的传输速率实际上要比铜线的传播速率低
5、时延带宽积
将上面讨论的 传播时延 和 带宽 相乘，就是时延带宽积。
若时延带宽积为 n 个比特，表明在发送端连续发送数据时，在发送的第一个比特到达终点时，发送端已经发送了 n 个比特，这 n 个比特都正在链路上向前移动。
因此时延带宽积又称以比特为单位的链路长度。
6、往返时间 RTT
很多情况下，互联网中的信息不仅仅是单方向传输而是 双向交互 的，有时需要知道双向交互一次所需要的时间。
如：A 向 B 发送数据，B 在收到数据后立即向 A 发送确认，这之间的时间就是往返时间 RTT
仔细算的话，往返时间包含两趟 四种 时延
7、利用率
有 信道利用率 和 网络利用率 两种
信道利用率 ：某信道有百分之几的时间是被利用的（即有数据通过），完全空闲的信道利用率为 0
网络利用率 ：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：根据排队理论，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。
类比高速公路，当车流量很大时，公路某些地方会出现堵车，行车所需时间变长
网络通信量很少时，网络产生的时延并不大；在网络通信量不断增大的情况下，时延会增加。
D₀ 表示网络空闲时的时延，D 表示网络当前时延，U 表示利用率，三者有如下关系
D = D₀ /（ 1 - U ）

当网络的利用率达到容量的一半时，时延加倍
当利用率接近最大值1时，网络的时延就会趋于无穷大
因此一些拥有较大主干网的 ISP 通常控制信道利用率不超过 50%