1.5.1  计算机网络的性能指标 

 计算机网络的性能一般是指它的几个重要的性能指标，主要包括：

• 速率 • 带宽 • 吞吐率 • 时延 • 时延带宽积 • 往返时间RTT

1、速率 

 比特（bit）是计算机中数据量的单位，也是信息论中 使用的信息量的单位。 比特（bit）来源于binary digit，意思是一个“二进制 数字”，因此一个比特就是二进制数字中的一个1 或0，速率是计算机网络中最重要的一个性能指标，指的是数据的传送速率，它也称为数据率(data rate)或比特率 (bit rate)。 速率的单位是bit/s，或kbit/s、Mbit/s、Gbit/s 等。例 如4 *10^10 bit/s 的数据率就记为40 Gbit/s。 速率往往是指额定速率或标称速率，非实际运行速率。

2. 带宽 

两种不同意义： “带宽”(bandwidth) 本来是指信号具有的频带宽度， 其单位是赫兹（或千赫、兆赫、吉赫等）。

在计算机网络中，带宽用来表示网络中某通道传送数据的能力。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”。单位是 bit/s ，即“比特每秒”。

在“带宽”的上述两种表述中，前者为频域称谓，而后者为时域称谓，其本质是相同的。也就是说，一条通信链路的“带宽”越 宽，其所能传输的“最高数据率”也越高。

数字信号流随时间的变化 

 在时间轴上信号的宽度随带宽的增大而变窄。

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。

吞吐量更经常地用于对现实世界中的网络的一种测量，以便知道实际上到底有多少数据量能够通过网 络。

吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制。

4. 时延(delay 或latency) 

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）的一端传送到另一端 所需的时间。

 有时也称为延迟或迟延。

网络中的时延由以下几个不同的部分组成： • (1) 发送时延 • (2) 传播时延 • (3) 处理时延 • (4) 排队时延

 (1) 发送时延也称为传输时延。 发送数据时，数据帧从结点进入到传输媒体所需要的时间。也就是从发送数据帧的第一个比特算起，到该帧的最后 一个比特发送完毕所需的时间。

 (2) 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。 发送时延与传播时延有本质上的不同。 信号发送速率和信号在信道上的传播速率是完全不同的概念。

(3) 处理时延 • 主机或路由器在收到分组时，为处理分组（例如分析首部、提取数据、差错检验或查找路由）所花费的时间。

(4) 排队时延 • 分组在路由器输入输出队列中排队等待处理所经历的时延。 • 排队时延的长短往往取决于网络中当时的通信量。

数据在网络中经历的总时延就是发送时延、传播时延、处理时延和排队时延之和。

必须指出，在总时延中，究竟是哪一种时延占 主导地位，必须具体分析

 对于高速网络链路，我们提高的仅仅是数据的发送速率而不是比特在链路上的传播速率。 提高链路带宽减小了数据的发送时延。

以下说法是错误的： “在高速链路（或高带宽链路）上，比特会传送得更快些”。

5. 时延带宽积 

 链路的时延带宽积又称为以比特为单位的链路长度。

6. 往返时间RTT 

互联网上的信息不仅仅单方向传输，而是双向交互的。因此，有时很需要知道双向交互一次所需的时间。

往返时间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认，总共经历的时间。

在互联网中，往返时间还包括各中间结点的处理时延、排队时延以及转发数据时的发送时延。

当使用卫星通信时，往返时间 RTT 相对较长，是很重要的一个性能指标。、

7. 利用率

 分为信道利用率和网络利用率。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。

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。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。

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 表示网络空闲时的时延，D 表示网络当前的时延，则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：

当信道的利用率增大时，该信道引起的时延迅速增加。 

1.6.2  计算机网络的非性能特征 

 一些非性能特征也很重要。它们与前面介绍的性能指标有很大的关系。

主要包括： • 费用 • 质量 • 标准化 • 可靠性 • 可扩展性和可升级性 • 易于管理和维护

最后

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