计算机网络笔记1-1 网络性能指标

1.速率
比特： 计算机中数据量单位，也是信息论中信息量的单位。
常用数据单位：
8bit = 1Byte
KB = 2¹⁰B
MB = 2¹⁰KB
GB = 2¹⁰MB

速率： 网络上主机在数字信道上传送比特的速率，也称为比特率或数据率。
常用数据单位：
bit/s(b/s,bps)
kb/s = 10³b/s(bps)
Mb/s = 10⁶b/s(bps)
Gb/s = 10⁹b/s(bps)
例：有一个待发送的数据块，大小为100MB，网卡发送速率为100Mbps，则发送完需要多久？
100MB/100Mb/s = 2²⁰B/10⁶b/s = 2²⁰×8b/10⁶b/s = 8.388608s

2.带宽
表示网络的通信线路所能传送数据的能力。表示所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：b/s（kb/s,Mb/s，Gb/s，Tb/s）

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。
注意：吞吐量会受网络的带宽或额定速率的限制。

4.时延
时延是指数据从源主机到目的主机所需要的时间。一般由发送、传播、处理和排队四种时延构成。
（1）发送时延：
发送时延即是从源主机或者某一个路由器开始发送数据到发送完此数据所需要的时间，发送速率遵从“木桶效应”。即最终发送效率由网卡发送速率，信道带宽和接口速率的最慢效率来决定，例如：

计算公式：数据分组长度(b)/发送速率(b/s) = 发送时延(s)
（2）传播时延：
传播时延是数据在某段信道中传播所花费的时间。由于电磁波在不同介质中传播速度不同的缘故。根据信道中介质的不同，传播速率也会改变：
电磁波在自由空间中：3×10⁸m/s（光速）
电磁波在铜线电缆中：2.3×10⁸m/s
电磁波在光纤中：2.0×10⁸m/s
计算公式：信道长度(m)/电磁波传播速率(m/s) = 传播时延(s)
（3）处理时延：
主机或路由器在收到数据分组后进行存储转发等之类的操作所花费的时间。因为各个主机或路由器的性能不一，因此无法进行具体的公式计算。
（4）排队时延：
数据分组在网络中传播时，会经过许多路由器。在进入路由器时需要先在输入队列排队等待处理等花费的时间。

5.往返时间
许多情况下，因特网上信息不仅仅是单向传输，而是双向交互。因此，往返时间RTT（Round-Trip Time）也是一个重要性能指标。

6.利用率
分为信道利用率和网络利用率两种：

当某信道的利用率增大时，改信道引起的时延也会迅速增加。因此，信道利用率并非越高越好。
如果D0表示网络空闲时的时延，D表示网络当前的时延，那么适当的假定条件下，可以用公式简单表示他们和利用率U之间的关系：
D = D0 / 1 - U

当网络利用率达到50%时，时延就要加倍；
当网络利用率超过50%时，时延急剧增大；
当网络利用率接近100%时，时延就趋于无穷大；

因此，一些拥有较大主干网的ISP（互联网服务提供商）通常会控制它们的信道利用率不超过50%。如果超过，则准备扩容，加大信道线路的带宽。当然，也不能使利用率太低，这会让通信资源白白浪费。因此，会采用一定的机制，使得动态调整输入网络中的通信量，使网络利用率保持在一个合理的范围。

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和总分组数量的比率。
丢包率具体可分为：接口丢包、结点丢包、链路丢包、路径丢包和网络丢包等。
分组丢失主要有两种情况：
（1）分组在传输过程中出现误码，被结点交换机丢弃；
（2）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形成网络拥塞）。
因此，丢包率反映了网络的拥塞情况：
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%。

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最后

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