[计算机网络] 考研笔记 | CH1-1-3 性能指标

[计算机网络] 考研笔记 | CH1-1-3 性能指标

性能指标一共有：速率、带宽、吞吐量、时延、时延带宽积、往返时间RTT、利用率

1.速率

• 速率是计算机网络中最重要的一个性能指标，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)。

• 单位： bit/s，或 kbit/s、Mbit/s、 Gbit/s 等

  换算关系

  • 速率单位：（进制是10^3）
    

扩充：

1. **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。
2. 存储容量单位（容易与速率单位搞混淆，进制是2^10）

2.带宽

• “带宽”(bandwidth) 本来是指信号具有的频带宽度，其单位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。
• 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。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”。
• 单位是 bit/s ，即 “比特每秒”
• 是理想的数据
  

3.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）的数据量。
• 吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制。

4.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。

• 单位：s（秒）

• 有时也称为延迟或迟延。

• 网络中的时延由以下几个不同的部分组成：
  (1) 发送时延
  (2) 传播时延
  (3) 处理时延
  (4) 排队时延

• 总时延 = 发送时延+传播时延+处理时延+排队时延
  （除非题目有说某部分可以忽略不计，不然都要计算在内）

4.1发送时延（传输时延）

• 也称为传输时延。
• 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。
  

其中发送速率在题目中往往是 信道带宽。（实际上是达不到带宽的，带宽是一个最大值）

发送时延取决于 数据长度 以及 发送速率（信道带宽）

4.2传播时延

• 电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间。
• 信号发送速率和信号在信道上的传播速率是完全不同的概念。
  

传播时延取决于电磁波传播速度（一般认为是2*10^8 m/s）和链路长度

4.3处理时延

• 主机或路由器在收到分组时，为处理分组（例如分析首部、提取数据、差错检验或查找路由）所花费的时间。

4.4排队时延

• 分组在路由器输入输出队列中排队等待处理所经历的时延。
• 排队时延的长短往往取决于网络中当时的通信量。

（排队时延和处理时延一般都是发生在路由器）

扩充：（容易产生的错误概念）

• 对于高速网络链路，我们提高的仅仅是数据的发送速率而不是比特在链路上的传播速率。
• 提高链路带宽减小了数据的发送时延。

这个说法是错误的：“在高速链路（或高带宽链路）上，比特会传送得更快些”。
(电磁波的传播速率一般是固定不变的，高速链路是减少了发送时延)

5.时延带宽积

• 链路的时延带宽积又称为以比特为单位的链路长度。
  
• 单位是bit
  

6.往返时间 RTT

• 往返时间表示从发送方发送数据开始，到发送方收到来自接收方的确认（接收方接收到数据之后立即发送确认），总共经历的时间。
• 只管信道上的时间（传播时延），忽略传输时延
  

7. 利用率

• 分为信道利用率和网络利用率。
• 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）。完全空闲的信道的利用率是零。
• 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。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。
  

脑图时刻：

性能指标一共分为：速率、带宽、吞吐量、时延、时延带宽积、往返时间RTT、利用率