第2.2讲网络性能参数

1.6计算机网络的性能1.6.1计算机网络的性能指标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。Bit来源于binarydigit，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。速率即数据率(datarate)或比特率(bitrate)是计算机网络中最重要的一个性能指标。速率的单位是b/s，或kb/s,Mb/s,Gb/s等速率往往是指额定速率或标称速率。2.带宽“带宽”(bandwidth)本来是指信号具有的频带宽度，单位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。现在“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)。常用的带宽单位更常用的带宽单位是千比每秒，即kb/s（103b/s）兆比每秒，即Mb/s（106b/s）吉比每秒，即Gb/s（109b/s）太比每秒，即Tb/s（1012b/s）请注意：在计算机界，K=210=1024M=220,G=230,T=240。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。每秒106个比特时间1010111s带宽为1Mb/s时间每秒4106个比特0.25s带宽为4Mb/s3.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。高速公路单位时间内通过的车辆数受车道数和最高限速限制4.时延(delay或latency)传输时延传播时延处理时延排队时延路由器路由器处理分组的过程是：把收到的分组先放入缓存队列(暂时存储)；查找转发表，找出到某个目的地址应从哪个端口转发；把分组送到适当的端口转发出去。4.时延(delay或latency)传输时延（发送时延）发送数据时，数据块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。发送时延=数据块长度（比特）发送速率（比特/秒）时延(delay或latency)传播时延电磁波在信道(网线)中需要传播一定的距离而花费的时间。信号传输速率（即发送速率）和信号在信道上的传播速率是完全不同的概念。传播时延=信道长度（米）信号在信道上的传播速率（米/秒）电磁波在铜线电缆中的传播速度为2.3×105km/s，在光纤中的传播速度约为2.0×105km/s。时延(delay或latency)处理时延交换结点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的时间。排队时延结点缓存队列中分组排队所经历的时延。排队时延的长短往往取决于网络中当时的通信量。时延(delay或latency)数据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：总时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延四种时延所产生的地方1011001…发送器队列在链路上产生传播时延结点B结点A在发送器产生传输时延(即发送时延)在结点A中产生处理时延和排队时延数据从结点A向结点B发送数据链路生活中的对照例子班级组织春游，到长途汽车站乘车处理延时和排队时延买票；等前面的旅行团检票；发送延时(检票时间)排到本班第1位，全班45人开始逐一检票传播延时(旅途时间)从南昌开往婺源容易产生的错误概念在高速链路(发送延时小)上，比特跑得更快光纤链路是高速链路，但比特传播速率低于电缆对于高速链路，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。所以提高带宽只能减小数据的发送时延带宽高还意味着并行传输的数据多信号在光纤上的传播速度慢，为什么还说光纤网络的速度快？信道比作公路，在公路末端观察吞吐量带宽相当于公路的车道数传播速度相当于公路的最高限速车道数vs.限速限速100km/h限速120km/h双向8车道双向4车道5.时延带宽积（传播）时延链路带宽时延带宽积=传播时延带宽链路的时延带宽积又称为以比特为单位的链路长度。时延带宽积6.利用率信道利用率指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。利用率高意味着网络拥堵造成延时增加、数据丢失时延D利用率U10D0时延急剧增大1.6.2计算机网络的非性能特征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