第一章学习笔记 02
计算机网络的性能指标
速率
计算机发出的信号都是数字形式的. bit(0|1)信息量单位. 速率指的是数据传送速率, 它也称为数据率(data rate). 速率的单位是 bit/s(比特每秒 b/s, 有时候也写为 bps, 即 bit per second).
当速率比较高时, 常用一些字母作为前缀表示, 如 1Gb/s = 1000Mb/s= 1000000kb/s, 如 1Gb/s, 往往指的是额定速率或标称速率, 而非网络实际上运行的速率.
带宽(bandwidth)
一种是指某个信号具有的频带宽度. 如 300Hz - 3.4 kHz, 单位是赫兹
一种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. 如电信 100M 带宽 实际上表示的是 100Mb/s 最高每秒通过 100Mbit
所以在计算理论最高下载速度时 100*1000*1000/8*1024*1024 = 11.92MB/s
但实际计算中往往是 100Mb/s / 8 = 12.5MB/s 这里的原因是因为兆的表示问题(1M = 1000k), 在计算机中 1MB = 1024KB
吞吐量
表示单位时间内通过某个网络的实际数据量. 经常用于对现实实际中的网络的一种测量, 以便知道实际到底有多少数据量能通过网络. 如一个 1Gbit/s 的以太网, 额定速率是 1Gbit/s, 那么这个数值也是该以太网的吞吐量的绝对上限值.
时延
时延是指数据 (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.
发送时延 是主机或路由器发送数据帧所需要的时间, 也就是从发送数据帧的第一个比特算起, 到该帧的最后一个比特发送完毕所需的时间.
发送时延 = 数据帧长度(bit)/ 发送速率(bit/s)
与发送帧长成正比, 与发送速率成反比.
传播时延传播时延是电磁波在信道中传播一定的距离花费的时间
传播时延 = 信道长度(m)/ 电磁波在信道上的传播速率(m/s)
以上两种时延有本质上的不同. 发送时延发生在机器内部的发生器中(一般就是发生在网络适配器中), 与传输信道的长度没有关系. 但传播时延则发送在机器外部的传输信道媒体上, 而与信号的发送速率无关. 信号传送的距离越远, 传播时延就越大.
处理时延 主机或路由器在收到分组时需要花费一定的时间进行处理, 例如分析分组的首部, 从首部提取数据部分, 进行差错校验或查证适当的路由, 这就产生了处理时延
排队时延 分组在经过网络传输时, 要经过许多路由器. 但分组在进入路由器后要先在输出队列中排队等待处理. 在路由器确定了转发接口后, 还要在输出队列中排队等待转发. 排队时延的长短取决于网络当时的通信量. 当网络的通信量很大时会发生队列溢出, 是分组丢失.
总时延 = 发生时延 + 传播时延 + 处理时延 + 排队时延
假定有一个长度为 100MB 的数据块(忽略排队时延和处理时延). 在带宽是 1Mbit/s 的信道上连续发送, 其发送时延是
100 * 1024 * 1024 * 8/ 1 * 1000 * 1000 = 838.9S
现在把这个数据块用光纤传送到 1000km 远的计算机. 由于在 1000km 的光纤传播时延约为 5ms
则总时延为 838.9s + 0.005s = 838.905s 此时发送时延占主导地位, 如优化成 100Mbits 的带宽则 总时延下降到 8.38905
这里有个优化的概念, 比如一次请求网络耗时 1s 服务器处理 10s 数据库处理 30s 则总响应时间为 41s 但只优化服务器的 10s 到 1s 效果不明显,
所以一般说性能提升多少是需要全方位考虑的.
时延带宽积 (以比特为单位的链路长度)
时延带宽积 = 传播时延 * 带宽
往返时间 (RTT)
如 A 向 B 发送数据. 如果数据长度是 100MB, 发送速率是 100Mbit/s
则发送时间 = 100 * 1024 * 1024 * 8/100 * 1000 * 1000 = 8.39s
B 收到 A 的数据后, 就立即向 A 发送确认消息 , 假定 A 收到消息后才能继续向 B 发送消息, 这里就产生了一个往返时间 RTT , 假设 RTT 是 2s
则 有效数据率 = 100 * 1024 * 1024 * 8/8.39 + 2 = 80.7Mbit/s
利用率
利用率分为有道利用率和网络利用率两种. 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). 网络利用率则是全网络的信道利用率的加权平均值. 信道利用率并非越高越好, 因为当信道利用率增大时, 该信道引起的时延也就迅速增加. 如果以 D0 标识网络空闲时的时延 D 表示当前的时延, 那么在适当的假定条件下
D = D0/(1-U)
U 为利用率, 数值在 0-1 之间, 则利用率越高当前时延则越大
计算机网络的非性能指标
费用
质量
标准化
可靠性
可扩展和可升级
易于管理和委会
来源: http://www.bubuko.com/infodetail-2987905.html