计算机网络的性能指标

速率

数据量单位

• bit

• Byte KB(2^10B) MB GB TB

  • 数据量比较特别，使用2进制 kB=2^{10B而不是10}3，注意计算题

比特率/数据率单位

• bps
• kb/s(10^3bps) Mb/s Gb/s Tb/s

带宽

*带宽在模拟信号系统中的意义

• 信号所包含的各种不同频率成分所占据的频率范围

  • 单位 Hz kHz MHz GHz
  • 带宽3.1kHz（300Hz ~ 3.4kHz）

带宽在计算机网络中的意义

• 表示网络的通信线路所能传送数据的能力

• 单位时间内从某一点到另一点所能通过的”最高数据率“

  • 单位 b/s kb/s(10^3bps) Mb/s Gb/s Tb/s

两者之间的联系

• 一条通信线路的”频带宽度“越宽，其所传输数据的“最高数据率”也越高

吞吐量

在单位时间内通过某个网络（信道或接口）的数据量——一种测量

• 吞吐量受网络带宽或额定速率的限制

  • 通常带宽1Gb/s，通常吞吐量最高700Mb/s

时延※

发送时延

• 源主机将分组发往传输线路

$$\frac{分组长度(b)}{发送速率(b/s)}$$

- 网卡的发送速率、信道带宽、接口速率 同时影响

传播时延

• 分组的电信号在电路上传输

$$\frac{信道长度(m)}{电磁波传播速率(m/s)}$$

- 电磁波在自由空间传播是3x10^8m/s（卫星），实际在介质中略低，

铜线2.3x10^{8m/s，光纤2.0x10}8m/s

处理时延

• 路由器收到分组对其进行存储转发

  • 不方便计算，题目中一般忽略不计

*排队时延（本课程合并到处理时延）

在不考虑处理时延的情况下，分组越大发送时延越大（占主导），分组很小的情况下则由传播时延占主导，具体问题具体分析

时延带宽积

$$传播时延(s)\times 带宽(b/s)$$

链路的时延带宽积又称为以bit为单位的链路长度

• 发送端持续发送数据，则在所发送的第一个比特即将到达终端时，发送端已经发送了(时延带宽积)个比特

往返时间

往返时间RTT（Round-Trip Time）

• 因特网上的信息不仅仅单方向传输，而是双向交互，双向交互一次所需的时间称为往返时间

利用率※

利用率分两类

• 信道利用率

  • 用来表示某信道有百分之几的时间是被利用的（由数据通过）

• 网络利用率

  • 全网络的信道利用率的加权平均

在适当的假定条件下

$$D=\frac{D_0}{1-U}$$

- 

$$D_0网络空闲时的时延，D网络当前的时延，U利用率$$

- 当网络的利用率达到50%时，时延就要加倍，当网络利用率接近100%时，时延就趋于无穷大

信道利用率并非越高越好

• 根据排队论，当某信道的利用率增大时，该信道引起的时延也会迅速增加
• 一些拥有较大主干网的ISP通常会控制它们的信道利用率不超过50%

丢包率

即分组丢失率，指在一定时间范围内，传输过程中丢失的分组数量与总分组数量的比率

丢包率分类

• 接口丢包率、结点丢包率、链路丢包率、路径丢包率、网络丢包率等

分组丢失有两种情况

• 分组在传输过程中出现误码，被结点丢弃
• 分组到达一台队列已满的分组交换机时被丢弃，在通信量较大时就可能造成网络拥塞

丢包率反映了网路的拥塞情况

• 无拥塞

  • 丢包率为0

• 轻度拥塞

  • 丢包率为1%~4%

• 严重拥塞

  • 丢包率为5%~15%

考题※

$$4\times 10^{-7}s$$

如果链路长度为 10m呢？

$$1.5\times 10^{-7}s$$

- 

若其中一台主机给另一台主机连续发送n比特信息，当主机接收完该信息时共耗费多长时间？

$$(n+3)\times 10^{-7}s$$

- 

小结

• 若主机在一段链路上连续发送分组，总时延=所有分组的发送时延+信号在这段链路上的传播时延

• 建议画图

• D