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速率

• 速率即数据率(data rate)或称数据传输速率或比特率(bit rate)
  • 单位时间（秒）传输信息（比特）量
  • 计算机网络中最重要的一个性能指标
  • 单位：b/s（或bps）、kb/s、Mb/s、Gb/s
  • k=10³、M=10⁶、G=10⁹
• 速率往往是指额定速率或标称速率。

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带宽

• “带宽”(bandwidth)原本指信号具有的频带宽度，即最高频率与最低频率之差，单位是赫兹（Hz）
• 网络的“带宽”通常是数字信道所能传送的==“最高数据率”==，单位：b/s (bps)
• 常用的带宽单位:
  • kb/s （10³ b/s）
  • Mb/s（10⁶ b/s）
  • Gb/s（10⁹ b/s）
  • Tb/s（10¹² b/s）

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延迟/时延(delay或latency)

Q:分组交换为什么会发生丢包和时延?
A:分组在路由器缓存中排队

• 分组到达速率超出输出链路容量时
• 分组排队，等待输出链路可用
  

四种分组延迟

• d_proc: 结点处理延迟（nodal processing delay）
  • 差错检测
  • 确定输出链路
  • 通常< msec
• d_queue: 排队延迟（queueing delay）
  • 等待输出链路可用
  • 取决于路由器拥塞程度
• d_trans: 传输延迟（transmission delay）
  • L: 分组长度(bits)
  • R: 链路带宽 (bps)
  • d_trans = L/R
• d_prop: 传播延迟（propagation delay）
  • d: 物理链路长度
  • s: 信号传播速度 (~2×108m/sec)
  • d_prop = d/s
• [注]：d_nodal=d_proc+d_queue+d_trans+d_prop
  

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排队延迟

• R: 链路带宽(bps)
• L: 分组长度 (bits)
• a: 平均分组到达速率

流量强度（traffic intensity）= La/R

• La/R ~ 0: 平均排队延迟很小
• La/R -> 1: 平均排队延迟很大
• La/R > 1: 超出服务能力，平均排队延迟无限大！

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时延带宽积

时延带宽积 = 传播时延 * 带宽 = d_prop * R（bits）

• 链路的时延带宽积又称为以比特为单位的链路长度

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分组丢失（丢包）

• 队列缓存容量有限
• 分组到达已满队列将被丢弃 (即丢包)
• 丢弃分组可能由前序结点或源重发（也可能不重发）
  
• 丢包率 = 丢包数 / 已发分组总数

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吞吐量/率（Throughput）

• 吞吐量:表示在发送端与接收端之间传送数据速率 (b/s)
  • 即时吞吐量: 给定时刻的速率
  • 平均吞吐量: 一段时间的平均速率
    
• 若R_s < R_c，则端到端的吞吐量是多少? R_s
  
• 若R_s > R_c，则端到端的吞吐量是多少? R_c
  

瓶颈链路（bottleneck link）：端到端路径上，限制端到端吞吐量的链路。

• 吞吐量: Internet场景
  
  • 每条“连接”的端到端吞吐量: min(R_c,R_s,R/10)
  • 实际网络: R_c 或 R_s 通常是瓶颈。（只是可能并不是一定）

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