【计算机网络】P2 性能指标

性能指标1 - 速率

• 速率，即数据率，或称数据传输率或比特率，指连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据位数的速率。
• 单位 ：b/s，kb/s，Mb/s，Gb/s，Tb/s；其中 b 指的是“比特”，即计算机中数据量的基本单位，值只有 1/0，单位为“位”；
• 注意 b(比特) 非 B(字节)，1 Byte (字节) = 8 bit (比特)；

性能指标2 - 带宽

• 在计算机网络中，带宽 用来表示网络的通信线路传送数据的能力，通常是指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”。单位为：b/s，kb/s，Mb/s，Gb/s；
• 区分 速率 与 带宽 的方法，请理解 带宽 是网络设备所支持的最高速度，是一个理论值，可以好比如管道一样，不是管道中水流动速度变快了，而是管道变粗了，同一时间流出的水就更多了；而 速率 是一个实际值；

性能指标3 - 吞吐量

• 吞吐量 单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量。单位：b/s，kb/s，Mb/s；
• 吞吐量 实际上的 带宽，带宽是理想下的最大值；比如说一条北欧石油管道设计的传输速率是 100L/s（吞吐量），但是受到各种影响，最后实际的传输的速率是 20L/s（带宽）。

性能指标4 - 时延

• 数据（报文、分组、比特流）从网络的一端传送到另一端所需的时间，也称为 延迟 或 迟延，单位是 s。
• 时延有四种：发送时延、传播时延、排队时延、处理时延；
  • 发送时延： 从发送分组的第一个比特算起，到该分组的最后一个比特发送完毕所需的时间；$$发送时延=\frac{数据长度}{信道带宽(发送速率)}$$
  • 传播时延： 电磁波传播一定距离所花费的时间，取决于电磁波传播速度和链路长度；在固体介质上传输，会有一定的损耗，实际传播速度往往差不多在 $2\ast 10^{8}m/s$，公式为： $$传播时延=\frac{信道长度}{电磁波在信道上的传播速率}$$
  • 排队时延， 是等待时间，一般路由器很忙，需要在路由器的缓存空间稍作等待，排队等待的时间即排队时延，而处理完成后，排队出的等待时间也为排队时延，可类比安检排队等等来理解；
  • 处理时延， 是路由器在对数据进行检错、信息寻找传播方向等处理所需的时间，即“安检中”所需的时间；

性能指标5 - 时延带宽积

• 时延带宽积，顾名思义，时延即 “传播时延”，带宽即 “带宽”。
• 结合传播时延的概念来理解，时延带宽积描述的，即“某段链路现在有多少比特”，“管道中此时此刻的数据容量”这个数据量的性能指标。

性能指标6 - 往返时延 RTT

• 游戏中显示的就是往返时延 RTT。
• 往返时延 RTT，起始时间是发送方发送第一个 bit 开始，截止时间则是发送方接收到接收方对于第一个 bit 的确认为止。
• RTT，包括往返的传播时延 + 末端处理时间，不包含传播时延。

性能指标7 - 利用率

• 利用率分为两种：信道利用率与网络利用率；
  • 信道利用率，即 $\frac{有数据通过时间}{（有+无）数据通过时间}$；
  • 网络利用率，即所有的信道利用率加权平均值；
• 利用率越高，时延越大，且在利用率极高时呈现时延急剧增大的凹函数；