文章目录
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计算机网络的性能指标 -
- 速率
- 带宽
- 吞吐量
- 时延
- 时延带宽积
- 往返时间
- 利用率
- 丢包率
计算机网络的性能指标
计算机网络常用的性能指标如下:速率、带宽、吞吐量、延迟、延迟带宽积累、往返时间、利用率、丢包率
速率
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比特:计算机中的数据量单位,一个比特是二进制数字中的1或0
- 8 bit=1Byte
- KB=210B
- MB=220B
- GB=230B
- TB=240B
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速率:连接到计算机网络的主机在数字信道上传输比特的速率,也称为比特率或数据率
- bit/s(b/s,bps)
- kb/s=103 b/s(bps)
- Mb/s=106 b/s(bps)
- Gb/s=109 b/s(bps)
- Tb/s=1012 b/s(bps)
带宽
带宽:指在固定时间传输数据的数量,即在传输管道中传输数据的能力。在数字设备中,频宽通常是bps(b/s、kb/s、Mb/s、Gb/s、Tb/s)表示每秒可传输的位数。在模拟设备中,频宽通常是每秒传输周期或赫兹 (Hz、kHz、MHz、GHz)来表示。
吞吐量
- 吞吐量表示单位时间内通过某个网络(或信道、接口)的数据量。
- 吞吐量通常用于测量现实世界中的网络,以了解通过网络实际上有多少数据。
- 吞吐量受网络带宽或额定速率的限制。
时延
:指数据从网络一端传输到另一端所需的时间
- 发送延迟(传输延迟):主机或路由器发送数据帧所需的时间,即从发送数据帧的第一个比特到帧的最后一个比特发送所需的时间 = 数据帧长度(b) / 信道带宽(b/s)
- 传播延迟:电磁波在信道中传播一定距离所需的时间 = 信道长度(m) / 电磁波在信道上的传播速率(m/s)
- 自由空间:3*108 m/s
- 铜线:2.3*108 m/s
- 光纤:2.0*108 m/s
- 处理延迟:主机或路由器在收到分组时需要一定的时间,如分析分组的第一部分、从分组中提取数据部分、错误或找到合适的路由等
- 排队延迟:在路由器输入输出队列中排队等待处理。
忽略处理延迟和排队延迟;
时延带宽积
- 如果发送端连续发送数据,当发送的第一个比特即将到达终点时,发送端已经发送了时延带宽积累比特;
- 链路的时延带宽积又称为以比特为单位的链路长度。
往返时间
- 在许多情况下,互联网上的信息不仅是单向传输,而且是双向交互;
- 有时我们需要知道双向交互所需的时间;
- 因此,往返时间RTT(Round-Trip Time)性能指标也很重要。
利用率
- 信道利用率:用于表示某个信道有百分之几的时间被使用(有数据通过)。
- 网络利用率:全网信道利用率加权平均。
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根据排队理论,当信道利用率增加时,信道引起的延迟也会迅速增加;
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因此,信道利用率越高越好;
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如果令Do表示网络空闲时间的延迟,D表示网络目前的延迟,在适当的假设条件下,可以用以下简单的公式来表示D、Do利用率U之间的关系:D=D0 /1-U
- 当网络利用率达到50%时,延迟将加倍;
- 当网络利用率超过50%时,延迟急剧增加;
- 当网络利用率接近100%时,延迟趋于无限;
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所以有些主干网比较大ISP它们通常控制信道利用率
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不超过50%。如果超过,准备扩容,增加线路带宽。
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信道利用率不能太低,这将浪费宝贵的通信资源。应使用一些机制,可以根据情况动态调整输入网络的通信量,使网络利用率保持在合理的范围内。
丢包率
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丢包率是分组丢失率,是指传输过程中丢失的分组数与总分组数的比率。
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具体可分为接口丢包率、结点丢包率、链路丢包率、路径丢包率、网络丢包率
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丢包率是网络运维人员非常关心的一个网络性能指标,但对于普通用户来说往往并不关心这个指标,因为他们通常意识不到网络丢包。
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分组丢失主要有两种情况:
- 分组在传输过程中出现误码,被结点丢弃;分组到达队列已满的分组交换机时被丢弃;
- 通信量大的时候可能会造成网络拥塞。
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因此,丢包率反映了网络拥堵:
- 无拥塞时路径丢包率为0
- 轻度拥堵时路径丢包率为1%~4%
- 严重拥堵时路径丢包率为5%~15%
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