計算機網(wǎng)絡性能

1、第一章第六節(jié)計算機網(wǎng)絡的性能1.6.1 計算機網(wǎng)絡的性能指標1. 速率n比特（bit）是計算機中數(shù)據(jù)量的單位，也是信息論中使用的信息量的單位。nBit 來源于 binary digit，意思是一個“二進制數(shù)字”，因此一個比特就是二進制數(shù)字中的一個 1 或 0。n速率即數(shù)據(jù)率(data rate)或比特率(bit rate)是計算機網(wǎng)絡中最重要的一個性能指標。速率的單位是 b/s，或kb/s, Mb/s, Gb/s 等n速率往往是指額定速率或標稱速率。 2. 帶寬 n“帶寬”(bandwidth)本來是指信號具有的頻帶寬度，單位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。n現(xiàn)在“帶寬”是數(shù)字信道所能傳送的“最

2、高數(shù)據(jù)率”的同義語，單位是“比特每秒”，或 b/s (bit/s)。 常用的帶寬單位n更常用的帶寬單位是n千比每秒，即 kb/s （103 b/s）n兆比每秒，即 Mb/s（106 b/s）n吉比每秒，即 Gb/s（109 b/s）n太比每秒，即 Tb/s（1012 b/s）n請注意：在計算機界，K = 210 = 1024 M = 220, G = 230, T = 240。數(shù)字信號流隨時間的變化n在時間軸上信號的寬度隨帶寬的增大而變窄。 每秒 106 個比特時間1 0 1 0 1 11 s帶寬為1 Mb/s 時間每秒 4 106 個比特0.25 s帶寬為4 Mb/s 3. 吞吐量n吞吐量(

3、throughput)表示在單位時間內(nèi)通過某個網(wǎng)絡（或信道、接口）的數(shù)據(jù)量。n吞吐量更經(jīng)常地用于對現(xiàn)實世界中的網(wǎng)絡的一種測量，以便知道實際上到底有多少數(shù)據(jù)量能夠通過網(wǎng)絡。n吞吐量受網(wǎng)絡的帶寬或網(wǎng)絡的額定速率的限制。 4. 時延(delay 或 latency)n傳輸時延（發(fā)送時延 ） 發(fā)送數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)塊從結(jié)點進入到傳輸媒體所需要的時間。n也就是從發(fā)送數(shù)據(jù)幀的第一個比特算起，到該幀的最后一個比特發(fā)送完畢所需的時間。 發(fā)送時延 = 數(shù)據(jù)塊長度（比特）發(fā)送速率（比特/秒）時延(delay 或 latency)n傳播時延 電磁波在信道中需要傳播一定的距離而花費的時間。 n信號傳輸速率（即發(fā)送速率）和信

4、號在信道上的傳播速率是完全不同的概念。 傳播時延 = 信道長度（米）信號在信道上的傳播速率（米/秒）時延(delay 或 latency)n處理時延 交換結(jié)點為存儲轉(zhuǎn)發(fā)而進行一些必要的處理所花費的時間。 n排隊時延 結(jié)點緩存隊列中分組排隊所經(jīng)歷的時延。n排隊時延的長短往往取決于網(wǎng)絡中當時的通信量。時延(delay 或 latency)n數(shù)據(jù)經(jīng)歷的總時延就是發(fā)送時延、傳播時延、處理時延和排隊時延之和： 總時延 = 發(fā)送時延+傳播時延+處理時延+排隊時延四種時延所產(chǎn)生的地方 1 0 1 1 0 0 1發(fā)送器隊列在鏈路上產(chǎn)生傳播時延結(jié)點 B結(jié)點 A在發(fā)送器產(chǎn)生傳輸時延(即發(fā)送時延)在結(jié)點 A 中產(chǎn)生

5、處理時延和排隊時延數(shù)據(jù)從結(jié)點 A 向結(jié)點 B 發(fā)送數(shù)據(jù)鏈路容易產(chǎn)生的錯誤概念 n對于高速網(wǎng)絡鏈路，我們提高的僅僅是數(shù)據(jù)的發(fā)送速率而不是比特在鏈路上的傳播速率。 n提高鏈路帶寬減小了數(shù)據(jù)的發(fā)送時延。 5. 時延帶寬積（傳播）時延鏈路帶寬時延帶寬積 = 傳播時延 帶寬n鏈路的時延帶寬積又稱為以比特為單位的鏈路長度。 時延帶寬積6. 利用率n信道利用率指出某信道有百分之幾的時間是被利用的（有數(shù)據(jù)通過）。完全空閑的信道的利用率是零。n網(wǎng)絡利用率則是全網(wǎng)絡的信道利用率的加權(quán)平均值。n信道利用率并非越高越好。 時延與網(wǎng)絡利用率的關(guān)系n根據(jù)排隊論的理論，當某信道的利用率增大時，該信道引起的時延也就迅速增加。 n若令 D0 表示網(wǎng)絡空閑時的時延，D 表示網(wǎng)絡當前的時延，則在適當?shù)募俣l件下，可以用下面的簡單公式表示 D 和 D0之間的關(guān)系： UDD10U 是網(wǎng)絡的利用率，數(shù)值在 0 到 1 之間。 時延 D利用率 U10D0時延急劇增大1.6.2 計算機網(wǎng)絡的非性能特征 n費用n質(zhì)量n標準化n可靠性n可擴