網絡工程師常用計算公式

1、計算總線數據傳輸速率總線數據傳輸速率=時鐘頻率(Mhz)/每個總線包含的時鐘周期數*每個總線周期傳送的字節(jié)數(b)計算系統(tǒng)速度每秒指令數=時鐘頻率/每個總線包含時鐘周期數/指令平均占用總線周期數平均總線周期數=所有指令類別相加(平均總線周期數*使用頻度)控制程序所包含的總線周期數=(指令數*總線周期數/指令)指令數=指令條數*使用頻度/總指令使用頻度每秒總線周期數=主頻/時鐘周期FSB帶寬=FSB頻率*FSB位寬/8計算機執(zhí)行程序所需時間P=I*CPI*T執(zhí)行程序所需時間=編譯后產生的機器指令數*指令所需平均周期數*每個機器周期時間指令碼長定長編碼: 碼長>=log2變長編碼:將每個碼長

2、*頻度,再累加其和平均碼長=每個碼長*頻度流水線計算l 流水線周期值等于最慢的那個指令周期l 流水線執(zhí)行時間=首條指令的執(zhí)行時間+(指令總數-1)*流水線周期值l 流水線吞吐率=任務數/完成時間l 流水線加速比=不采用流水線的執(zhí)行時間/采用流水線的執(zhí)行時間存儲器計算存儲器帶寬:每秒能訪問的位數單位ns=10-9秒存儲器帶寬=1秒/存儲器周期(ns)*每周期可訪問的字節(jié)數(隨機存取)傳輸率=1/存儲器周期(非隨機存取)讀寫N位所需的平均時間=平均存取時間+N位/數據傳輸率內存片數：(W/w)*(B/b)W、B表示要組成的存儲器的字數和位數;w、b表示內存芯片的字數和位數存儲器地址編碼=(第二地址

3、 第一地址)+1例: (CFFFFH-90000H)+1 / (16K*1024)*8bit內存位數：log2(要編址的字或字節(jié)數)Cache計算平均訪存時間：Cache命中率 * Cache訪問周期時間 + Cache失效率 * 主存訪問周期時間例: (2%*100ns+98%*10ns)+1/5*(5%*100ns+95%*10ns)=14.7ns 映射時,主存和Cache會分成容量相同的組cache組相聯(lián)映射主存地址計算主存地址=(主存容量塊數*字塊大小)log2 (主存塊和cache塊容量一致)例: 128*4096 = 219(27*212)主存區(qū)號=(主存容量塊數 / cache容

4、量塊數)log2Cache訪存命中率=cache存取次數/(cache存取次數+主存存取次數)磁帶相關性能公式數據傳輸速率(B/s)=磁帶記錄密度(B/mm)*帶速(mm/s)數據塊長充=B1(記錄數據所需長度)+B2(塊間間隔)B1=(字節(jié)數/記錄)*塊因子/記錄密度讀N條記錄所需時間:T=S(啟停時間)+R+DR(有效時間)=(N*字節(jié)數/記錄)/傳輸速度D(間隔時間)=塊間隔總長/帶速=(N/塊化因子)*(塊間間隔)/帶速每塊容量=記錄長度*塊化系數每塊長度=容量/(記錄密度)存儲記錄的塊數=磁帶總帶長 / (每塊長度+每塊容量)磁帶容量=每塊容量*塊數磁盤常見技術指標計算公式雙面盤片要

5、*2 因為最外面是保護面又-2 N*2-2非格式化容量=位密度*3.14159*最內圈址徑*總磁道數例: (250*3.14*10*10*6400) /8/1024/1024 = 59.89MB總磁道數=記錄面數*磁道密度*(外直徑-內直徑) /2例:8面*8*(30-10) /2*10=6400每面磁道數=(外徑-內徑)/2)×道密度每道位密度不同,容易相同每道信息量=內徑周長×位密度例: 10cm×10×3.14159×250 位/mm =78537.5 位/道格式化容量=每道扇區(qū)數*扇區(qū)容量*總磁道數例: (16*512*6400) /1

6、024/1024=50MBor格式化容量=非格式化容量×0.8平均傳輸速率=最內圈直徑*3.14*位密度*盤片轉速例: 2*3.14*(100/2)*250*7200/60/8=1178Kb/s數據傳輸率=(外圈速率+內圈速率)/2外圈速率=外徑周長×位密度×轉速例:(30cm×10×3.14159×250 位/mm×120轉/秒)/8/1024=3451.4539 KB/s內圈速率=內徑周長×位密度×轉速例: (10cm×10×3.14159×250 位/mm×1

7、20轉/秒)/8/1024=1150.4846 KB/s數據傳輸率(3451.4539+1150.4846)/2=2300.9693 KB/s存取時間=尋道時間+等待時間處理時間=等待時間+記錄處理時間(記錄處理最少等待時間=0,最長等待時間=磁盤旋轉周期 N ms/周-1:記錄道數 )移動道數(或扇區(qū))=目標磁道(或扇區(qū))-當前磁道(或扇區(qū))尋道時間=移動道數*每經過一磁道所需時間等待時間=移動扇區(qū)數*每轉過一扇區(qū)所需時間讀取時間=目標的塊數*讀一塊數據的時間數據讀出時間=等待時間+尋道時間+讀取時間減少等待時間調整讀取順序能加快數據讀取時間平均等待時間=磁盤旋轉一周所用時間的一半(自由選擇

8、順逆時鐘時,最長等待時間為半圈,最短為無須旋轉.平均等待時間=(最長時間+最短時間)/2平均尋道時間=(最大磁道的平均最長尋道時間+最短時間)/2最大磁道的平均最長尋道時間=(最長外徑+圓心)/2操作系統(tǒng)虛存地址轉換(基號)+ 段號) +頁號) * 2n +頁內偏移網絡流量與差錯控制技術最高鏈路利用率a : 幀計數長度a 可以是傳播延遲/發(fā)一幀時間數據速率*線路長度/傳播速度/幀長數據速率*傳播延遲/幀長停等協(xié)議最高鏈路利用率E=1/(2a+1)W: 窗口大小滑動窗口協(xié)議 E=W/(2a+1)P:幀出錯概率停等ARQ協(xié)議 E=(1-P)/(2a+1)選擇重發(fā)ARQ協(xié)議若W>2a+1 則E

9、=1-P若W<=2a+1 則E=W(1-P)/(2a+1)后退N幀ARQ協(xié)議若W>2a+1 則E=(1-P)/(1-P+NP)若W<=2a+1則E=W(1-P)/(2a+1)(1-P+NP)CSMA/CD 常用計算公式網絡傳播延遲=最大段長/信號傳播速度沖突窗口=網絡傳播延遲的兩倍.(寬帶為四倍)最小幀長=2*(網絡數據速率*最大段長/信號傳播速度)例: Lmin= 2 * (1Gb/s * 1 / 200 000) =10 000bit =1250字節(jié)性能分析吞吐率T(單位時間內實際傳送的位數)T=幀長/(網絡段長/傳播速度+幀長/網絡數據速率)網絡利用率EE =吞吐率 /

10、 網絡數據速率以太網沖突時槽T=2(電波傳播時間+4個中繼器的延時)+發(fā)送端的工作站延時+接收站延時即T= 2* (S/0.7C) + 2*4Tr+2TphyT= 2S/0.7C+2Tphy+8TrS= 網絡跨距0.7C=電波在銅纜的速度是光波在真空中的0.7倍光速Tphy=發(fā)送站物理層時延Tr= 中繼器延時快速以太網跨距S = 0.35C (Lmin /R 2 Tphy -8Tr)令牌環(huán)網傳輸時延= 數據傳輸率 * (網段長度/傳播速度)例: 4Mb/s*(600米/200米/us)us = 12比特時延 (1us=10-6秒)存在環(huán)上的位數 = 傳播延遲(5us/km) * 發(fā)送介質長度

11、* 數據速率 + 中繼器延遲路由選擇包的發(fā)送 = 天數 * 24小時(86400秒) * 每秒包的速率 = * = 2 *IP地址及子網掩碼計算可分配的網絡數 = 2網絡號位數網絡中最大的主機數 = 2主機號位數-2 例: 10位主機號 = 210 -2 =1022IP 和網絡號位數取子網掩碼例: IP : 176.68.160.12 網絡位數: 22子網: ip->二進制->網絡號全1,主機為0->子網前22位1,后為0 = 255.255.252.0Vlsm復雜子網計算Ip/子網編碼1.取網絡號. 求同一網絡上的ip例 : 112.10.200.0/21 前21位->

12、;二進制->取前21位相同者(ip) /(子網)2.路由匯聚例 : 122.21.136.0/24 和 122.21.143.0/24 判斷前24位->二進制->取前24位相同者10001000 10001111系統(tǒng)可靠性:串聯(lián): R = R1*R2*.RX并聯(lián): R = 1 - (1-R1)*(1-R2)*.(1-RX)pcm編碼取樣: 最高頻率*2量化: 位數=log2級數編碼量化后轉成二進制海明碼信息位:k=冗余碼n=信息位2k-1 >= n+k數據通信基礎信道帶寬模擬信道 W= 最高頻率 f2 最低頻率 f1數字信道為信道能夠達到的最大數據速率.有噪聲香農理論

13、C(極限數據速率b/s) = W(帶寬)*log2(1+S/N(信噪比)信噪比 dB(分貝) = 10*log10 S/N S/N= 10(dB / 10)無噪聲碼元速率 B = 1 / T秒(碼元寬度)尼奎斯特定理最大碼元速率 B = 2*W(帶寬)一個碼元的信息量 n = log2 N (碼元的種類數)碼元種類數據速率 R (b/s) = B(最大碼元速率/波特位) * n(一個碼元的信息量/比特位)= 2W * log2 N交換方式傳輸時間鏈路延遲時間 = 鏈路數 * 每鏈路延遲時間數據傳輸時間 = 數據總長度 / 數據傳輸率中間結點延遲時間 = 中間結點數 * 每中間結點延遲時間電路交

14、換傳輸時間 = 鏈路建立時間 + 鏈路延遲時間 + 數據傳輸時間報文交換傳輸時間 = (鏈路延時時間 + 中間結點延遲時間 + 報文傳送時間) * 報文數分組交換數據報傳輸時間 = (鏈路延時時間 + 中間結點延遲時間 + 分組傳送時間) * 分組數虛電路傳輸時間 = 鏈路建立時間 + (鏈路延時時間 + 中間結點延遲時間 + 分組傳送時間) * 分組數信元交換傳輸時間 =鏈路建立時間 + (鏈路延時時間 + 中間結點延遲時間 + 分組傳送時間) * 信元數差錯控制CRC計算信息位( K )轉生成多項式 = K-1 à K(x)例: K = 1011001 = 7 位 1 = 從6開

15、始= 1*x6 + 0*x5 +1*x4 + 1*x3 + 0*x2 +0*x1 + 1*x0= x6+x4+x3+1冗余位( R )轉生成多項式 = 和上面一樣生成多項式轉信息位(除數) = 和上面一樣.互轉.例: G(x) = x3+x+1 = 1*x3 + 0*x2 + 1*x1 +1*x0 = 1011原始報文后面增加”0”的位數. 和多項式的最高冪次值一樣生成校驗碼的位數和多項式的最高冪次值一樣計算CRC校驗碼,進行異或運算(相同=0,不同=1)網絡評價網絡時延= 本地操作完成時間和網絡操作完成時間之差吞吐率計算吞吐率= (報文長度*(1-誤碼率) / (報文長度/線速度) + 報文間空閑時間吞吐率估算吞吐率 = 每個報文內用戶數據占總數據量之比 * (1 報文重傳概率) * 線速度吞吐率 = 數據塊數 / (響應時間 存取時間)響應時間 = 存取時間 + (數據塊處理 / 存取及傳送時間