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计算机网络—评价网络的性能指标

* 复习 因特网的组成：边缘部分+核心部分 边缘部分(C/S、P2P) 核心部分(电路交换和分组交换) 计算机网络在我国的发展 计算机网络的分类 按作用范围进行分类 按使用者进行分类 1.6 计算机网络的性能 1. 速率(网速) 比特(bit)是计算机中数据量的最小单位 来源于 binary digit，意思是一个“二进制数字”，一个比特就是二进制数字中的一个 1 或 0 速率即数据率(data rate)或比特率(bit rate)是连接在计算机网络中上的主机在数字信道上传送数据的速率 单位是 b/s，或kb/s, Mb/s, Gb/s ，Tb/s 常用单位 千比每秒，即 kb/s (103 b/s) 兆比每秒，即 Mb/s(106 b/s) 吉比每秒，即 Gb/s(109 b/s) 太比每秒，即 Tb/s(1012 b/s) 区分：b/s与B/s 计算机网络中，以比特(bit)为单位进行数据传输，因此描述网速的单位为b/s 计算机中，以字节(Byte)为单位描述数据，因此计算机传输数据的速率单位为B/s 其中1Byte=8bit 2. 带宽 模拟传输网(电话网)： 信号具有的频带宽度，单位是赫(或千赫、兆赫、吉赫等)。 数字传输网(计算机网络)： 在计算机网络中，“带宽”是数字信道所能传送的“最高数据率”的同义语，单位是“比特每秒”，或 b/s (bit/s)。 一般家庭上网用户带宽为2M、4M 2M指的是2Mb/s，相当于2M/8=250kB/s 4M指的是4Mb/s，相当于4M/8=500kB/s 但实际网速达不到最大值。 带宽和网速的关系：带宽是网速允许的最大值。 3. 吞吐量 吞吐量(throughput)：表示在单位时间内通过某个网络(或信道、接口)的数据量。 吞吐量经常用于对现实世界中的网络的一种测量，以便知道有多少数据量通过了网络。 最大吞吐量=带宽*时间 … 1 0 1 1 0 0 1 发送器 队列 在链路上产生 传播时延 结点 在发送器产生传输时延 (即发送时延) 在发送节点中产生 处理时延和排队时延 数据 链路 时延：数据从网络的一端传送到另一端所需的时间 4. 时延(delay 或 latency) 发送时延 ：数据块从结点进入到传输媒体所需要的时间。 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。 传播时延 = 信道长度(米) 信号在信道上的传播速率(米/秒) 发送时延 = 数据块长度(比特) 信道带宽(比特/秒) 处理时延：为存储转发进行处理所花费的时间。 排队时延：结点缓存队列中分组排队所经历的时延，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 往返时延：从发送方发送数据开始，到发送方收到接收方的确认经历的时间。 往返时延 = 2*总时延 思考题 收发两端之间的传输距离为1000km，信号在媒体上的传播速率为2*108m/s。试问以下情况的发送时延和传播时延。 数据长度为107比特，数据发送速率为100kb/s 数据长度为103比特，数据发送速率为1Gb/s 通过计算，能够得出什么结论？ 5.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) 完全空闲的信道的利用率是零 信道利用率并非越高越好 网络利用率是全网络的信道利用率的加权平均值。 时延与网络利用率的关系 根据排队论的理论，当信道的利用率增大时，该信道引起的时延迅速增加。 若令 D0 表示网络空闲时的时延，D 表示网络当前的时延。在适当的假定条件下，可以用下面的简单公式表示 D 和 D0之间的关系： U 是网络的利用率，数值在 0 到 1 之间。 时延 D 利用率 U 1 0 D0 时延 急剧 增大 假定网络的利用率到达了90%，请估算现在的网络时延是它的最小值多少倍？ 小结 影响网络的性能指标主要有： 发送的速度(动力足) 传输的速度(路况好) 传输介质的长度(距离短) 练习1 判断下面结论的正误，并给出解析。 带宽为1Mb/s的网络比带宽为1kb/s的网络的比特流在网络中的传播速率高得多。 带宽为1Mb/s的网络比带宽为1kb/s的网络数据传输效率高得多。 练习2 计算下列情况的总时延 在通路上配置一个存储转发交换机的10Mb/s的以太网，分组大小是5000位，假定每条链路的传播时延是10μs，并且交换机在接收完分组后立即转发(没有处理时延)。 和上述情况相同，但有3个交换机。 练习题 请比较电路交换和分组交换。 要传送的报文共x(bit)。从源点到终点共经过k段链路，每段链路的传播时延为d(s)，数据率为b(b/s)。 在电路交换时电路的建立时间为s(s)。在分组交换时分组长度为p(bit)，且各结点的排队等待时间可忽略