计算机网络的性能指标

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一、速率

  我们知道,计算机发送出的信号都是数字形式的。比特(bit)来源于binary digit,意思是 一个“二进制数字”,因此一个比特就是二进制数字中的一个1或0。比特也是信息论中使 用的信息量的单位。网络技术中的速率指的是数据的传送速率,它也称为数据率(data rate) 或比特率(bit rate)o速率是计算机网络中最重要的一个性能指标。速率的单位是bit/s (比特 每秒)(或b/s,有时也写为bps,即bit per second)o当数据率较高时,就常常在bit/s的前 面加上一个字母。例如,k (kilo) = 10^3=千,M (Mega) = 10^6=兆,G (Giga) = 10^9 =吉。现在人们在谈到网络速率时, 常省略了速率单位中应有的bit/s,而使用不太正确的说法,如“40 G的速率北另外要注意 的是,当提到网络的速时,往往指的是额定速率或标称速率,而并非网络实际上运行的 速率。

二、带宽

  带宽本来是指某个信号具有的频带宽度。信号的带宽是指该信号所包含的各种不同 频率成分所占据的频率范围。例如,在传统的通信线路上传送的电话信号的标准带宽是3.1 kHz (从300 Hz到3.4 kHz,即话音的主要成分的频率范围)。这种意义的带宽的单位是赫(或千赫、兆赫、吉赫等)。在过去很长的一段时间,通信的主干线路传送的是模拟信号 (即连续变化的信号)。因此,表示某信道允许通过的信号频带范围就称为该信道的带宽 (或通频带)。

  在计算机网络中,带宽用来表示网络中某通道传送数据的能力,因此网络带宽表示 在单位时间内网络中的某信道所能通过的“最高数据率”。在本书中提到“带宽”时,主要 是指这个意思。这种意义的带宽的单位就是数据率的单位bit/s,是“比特每秒”。

  在“带宽”的上述两种表述中,前者为频域称谓,而后者为时域称谓,其本质是相同 的。也就是说,一条通信链路的“带宽”越宽,其所能传输的“最高数据率”也越高。

三、吞吐量

  吞吐量(throughput)表示在单位时间内通过某个网络(或信道、接口)的实际的数据 量。吞吐量更经常地用于对现实世界中的网络的一种测量,以便知道实际上到底有多少数据 量能够通过网络。显然,吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制。例如,对于一个1 Gbit/s的以太网,就是说其额定速率是1 Gbit/s,那么这个数值也是该以太网的吞吐量的绝 对上限值。因此,对1 Gbit/s的以太网,其实际的吞吐量可能也只有100 Mbit/s,或甚至更 低,并没有达到其额定速率。请注意,有时吞吐量还可用每秒传送的字节数或帧数来表示。

四、时延

  时延(delay或latency)是指数据(一个报文或分组,甚至比特)从网络(或链路)的一 端传送到另一端所需的时间。时延是个很重要的性能指标,它有时也称为延迟或迟延。
  需要注意的是,网络中的时延是由以下几个不同的部分组成的:

  • 发送时延
  • 传播时延
  • 处理时延
  • 排队时延

五、时延带宽积

  把以上讨论的网络性能的两个度量——传播时延和带宽——相乘,就得到另一个很有 用的度量:传播时延带宽积,即 时延带宽积=传播时延x带宽

六、往返时间RTT

  在计算机网络中,往返时间RTT (Round-Trip Time)也是一个重要的性能指标。这是因为 在许情况下,互联网上的信息不仅仅单方向传输而是双向交互的。因此,我们有时很需要 知道双向交互一次所需的时间。

七、利用率

  利用率有值道迎圣利驻迎圣两种。信道利用率指出某信道有百分之几的时间是 被利用的(有数据通过)完点空闲的信道的利用率是零。网络利用率则是全网络的信道而 用率的加权平均值。信道利用率并非越高越好。这是因为,根据排队论的理论,当某信道的 利用率增大时,该信道引起的时延也就迅速增加。这和高速公路的情况有些相似。当高速公 路上的车流量很大时,由于在公路上的某些地方会出现堵塞,因此行车所需的时间就会变 长。网络也有类似的情况。当网络的通信量很少时,网络产生的时延并不大。但在网络通信 量不断增大的情况下,由于分组在网络结点(路由器或结点交换机)进行处理时需要排队等 候,因此网络引起的时延就会增大。


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