計算機網(wǎng)絡—評價網(wǎng)絡的性能指標-文檔資料

1、1復習n因特網(wǎng)的組成：邊緣部分+核心部分n邊緣部分（C/S、P2P）n核心部分（電路交換和分組交換）n計算機網(wǎng)絡在我國的發(fā)展n計算機網(wǎng)絡的分類n按作用范圍進行分類n按使用者進行分類21.6 計算機網(wǎng)絡的性能1. 速率（網(wǎng)速）速率（網(wǎng)速）n比特比特（bit）是計算機中數(shù)據(jù)量的最小單位）是計算機中數(shù)據(jù)量的最小單位n來源于來源于 binary digit，意思是一個，意思是一個“二進制數(shù)字二進制數(shù)字”，一個比特就是二進制數(shù)字中的一個一個比特就是二進制數(shù)字中的一個 1 或或 0n速率速率即即數(shù)據(jù)率數(shù)據(jù)率(data rate)或或比特率比特率(bit rate)是是連接在計算機網(wǎng)絡中上的主機在數(shù)字信道上

2、傳送連接在計算機網(wǎng)絡中上的主機在數(shù)字信道上傳送數(shù)據(jù)的速率數(shù)據(jù)的速率n單位是單位是 b/s，或，或kb/s, Mb/s, Gb/s ，Tb/s3常用單位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）4區(qū)分：b/s與B/sn計算機網(wǎng)絡中，以比特（bit）為單位進行數(shù)據(jù)傳輸，因此描述網(wǎng)速的單位為b/sn計算機中，以字節(jié)（Byte）為單位描述數(shù)據(jù)，因此計算機傳輸數(shù)據(jù)的速率單位為B/sn其中1Byte=8bit52. 帶寬 n模擬傳輸網(wǎng)（電話網(wǎng)）：模擬傳輸網(wǎng)（電話網(wǎng)）：n信號具有

3、的頻帶寬度，單位是赫（或千赫、兆信號具有的頻帶寬度，單位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。赫、吉赫等）。n數(shù)字傳輸網(wǎng)（計算機網(wǎng)絡）：數(shù)字傳輸網(wǎng)（計算機網(wǎng)絡）：n在計算機網(wǎng)絡中，在計算機網(wǎng)絡中，“帶寬帶寬”是數(shù)字信道所能傳是數(shù)字信道所能傳送的送的“最高數(shù)據(jù)率最高數(shù)據(jù)率”的同義語，單位是的同義語，單位是“比特比特每秒每秒”，或，或 b/s (bit/s)。 6n一般家庭上網(wǎng)用戶帶寬為2M、4Mn2M指的是2Mb/s，相當于2M/8=250kB/sn4M指的是4Mb/s，相當于4M/8=500kB/sn但實際網(wǎng)速達不到最大值。n帶寬和網(wǎng)速的關(guān)系：帶寬是網(wǎng)速允許的最大值。73. 吞吐量n吞吐量吞吐量(th

4、roughput)：表示在單位時間內(nèi)：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。通過某個網(wǎng)絡（或信道、接口）的數(shù)據(jù)量。n吞吐量經(jīng)常用于對現(xiàn)實世界中的網(wǎng)絡的一種測吞吐量經(jīng)常用于對現(xiàn)實世界中的網(wǎng)絡的一種測量，以便知道有多少數(shù)據(jù)量通過了網(wǎng)絡。量，以便知道有多少數(shù)據(jù)量通過了網(wǎng)絡。n最大吞吐量最大吞吐量=帶寬帶寬*時間時間81 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)點在發(fā)送器產(chǎn)生傳輸時延(即發(fā)送時延)在發(fā)送節(jié)點中產(chǎn)生處理時延和排隊時延數(shù)據(jù)鏈路 時延：數(shù)據(jù)從網(wǎng)絡的一端傳送到另一端所需的時間時延：數(shù)據(jù)從網(wǎng)絡的一端傳送到另一端所需的時間4. 時延(delay 或 latency)9

5、n發(fā)送時延發(fā)送時延 ：數(shù)據(jù)塊從結(jié)點進入到傳輸媒體所需數(shù)據(jù)塊從結(jié)點進入到傳輸媒體所需要的時間。要的時間。n傳播時延：傳播時延：電磁波在信道中需要傳播一定的距電磁波在信道中需要傳播一定的距離而花費的時間。離而花費的時間。 傳播時延 = 信道長度（米）信號在信道上的傳播速率（米/秒）發(fā)送時延 = 數(shù)據(jù)塊長度（比特）信道帶寬（比特/秒）10n處理時延：為存儲轉(zhuǎn)發(fā)進行處理所花費的時間。n排隊時延：結(jié)點緩存隊列中分組排隊所經(jīng)歷的時延，取決于網(wǎng)絡中當時的通信量。11n總時延 = 發(fā)送時延 + 傳播時延 + 處理時延 + 排隊時延n往返時延：從發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)開始，到發(fā)送方收到接收方的確認經(jīng)歷的時間。n往返時延

6、 = 2*總時延12思考題n收發(fā)兩端之間的傳輸距離為1000km，信號在媒體上的傳播速率為2*108m/s。試問以下情況的發(fā)送時延和傳播時延。n數(shù)據(jù)長度為107比特，數(shù)據(jù)發(fā)送速率為100kb/sn數(shù)據(jù)長度為103比特，數(shù)據(jù)發(fā)送速率為1Gb/sn通過計算，能夠得出什么結(jié)論？135.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）n完全空閑的信道的利用率是零n信道利用率并非越高越好n網(wǎng)絡利用率是全網(wǎng)絡的信道利用率的加權(quán)平均值。14時延與網(wǎng)絡利用率的關(guān)系n根據(jù)排隊論的理論，當信道的利用率增大時，該信道引起的時延迅速增加。 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

7、。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時延急劇增大假定網(wǎng)絡的利用率到達了90%，請估算現(xiàn)在的網(wǎng)絡時延是它的最小值多少倍？16小結(jié)n影響網(wǎng)絡的性能指標主要有：n發(fā)送的速度（動力足）n傳輸?shù)乃俣龋窙r好）n傳輸介質(zhì)的長度（距離短）17練習1n判斷下面結(jié)論的正誤，并給出解析。n帶寬為1Mb/s的網(wǎng)絡比帶寬為1kb/s的網(wǎng)絡的比特流在網(wǎng)絡中的傳播速率高得多。n帶寬為1Mb/s的網(wǎng)絡比帶寬為1kb/s的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸效率高得多。18練習2n計算下列情況的總時延n在通路上配置一個存儲轉(zhuǎn)發(fā)交

8、換機的10Mb/s的以太網(wǎng)，分組大小是5000位，假定每條鏈路的傳播時延是10s，并且交換機在接收完分組后立即轉(zhuǎn)發(fā)（沒有處理時延）。n和上述情況相同，但有3個交換機。19練習題n請比較電路交換和分組交換。請比較電路交換和分組交換。n要傳送的報文共要傳送的報文共x（bit）。從源點到終點共經(jīng)過）。從源點到終點共經(jīng)過k段段鏈路，每段鏈路的傳播時延為鏈路，每段鏈路的傳播時延為d（s），數(shù)據(jù)率為），數(shù)據(jù)率為b（b/s）。）。n在電路交換時電路的建立時間為在電路交換時電路的建立時間為s（s）。在分組交）。在分組交換時分組長度為換時分組長度為p（bit），且各結(jié)點的排隊等待時），且各結(jié)點的排隊等待時間可忽

9、略不計。間可忽略不計。n問：在怎樣的條件下，分組交換的時延比電路問：在怎樣的條件下，分組交換的時延比電路交換要??？（提示：交換要小？（提示：k段鏈路有幾個結(jié)點）段鏈路有幾個結(jié)點）20n在分組交換網(wǎng)中，設(shè)報文長度和分組長度分別為在分組交換網(wǎng)中，設(shè)報文長度和分組長度分別為x和（和（p+h）bit，其中，其中p為分組的數(shù)據(jù)部分的長度，而為分組的數(shù)據(jù)部分的長度，而h為每為每個分組所帶的控制信息固定長度，與個分組所帶的控制信息固定長度，與p的大小無關(guān)。通信的大小無關(guān)。通信的兩端共經(jīng)過的兩端共經(jīng)過k段鏈路。鏈路的數(shù)據(jù)率為段鏈路。鏈路的數(shù)據(jù)率為b（b/s），傳），傳播時延和結(jié)點的排隊時間均可忽略不計。播時延

10、和結(jié)點的排隊時間均可忽略不計。n若使總時延為最小，問分組的數(shù)據(jù)部分長度若使總時延為最小，問分組的數(shù)據(jù)部分長度p應為多大？應為多大？21練習題n請比較電路交換和分組交換。請比較電路交換和分組交換。n要傳送的報文共要傳送的報文共x（bit）。從源點到終點共經(jīng)過）。從源點到終點共經(jīng)過k段段鏈路，每段鏈路的傳播時延為鏈路，每段鏈路的傳播時延為d（s），數(shù)據(jù)率為），數(shù)據(jù)率為b（b/s）。）。n在電路交換時電路的建立時間為在電路交換時電路的建立時間為s（s）。在分組交）。在分組交換時分組長度為換時分組長度為p（bit），且各結(jié)點的排隊等待時），且各結(jié)點的排隊等待時間可忽略不計。間可忽略不計。n問：在怎樣的條件下，分組交換的時延比電路問：在怎樣的條件下，分組交換的時延比電路交換要??？（提示：交換要??？（提示：k段鏈路有幾個結(jié)點）段鏈路有幾個結(jié)點）22n在分組交換網(wǎng)中，設(shè)報文長度和分組長度分別為在分組交換網(wǎng)中，設(shè)報文長度和分組長度分別為x和和（p+h）bit，其中，其中p為分組的數(shù)據(jù)部分的長度，而為分組的數(shù)據(jù)部分的長度，而h為為每個分組所帶的控制信息固定長度，