1.2计算机网络性能指标

本文总结一下计算机网络常用的性能指标。性能指标从不同方面衡量计算机网络的性能。

注：计算机中单位B和b的区别：b是bit的缩写，称“位”，为一位二进制数，是计算机表示中最小单位，称为"信息基本单位"。
B是byte的缩写，称“字节”，字节是信息存储中最常用的单位，是计算机中存储信息的“基本单位”。(1B=8b)

1、速率（Speed）

网络中的速率是指连接在计算机网络上的主机在数字信道（链路）上传送数据的速率，也称为数据率(data rate)或称数据传输速率或比特率(bit rate)，即单位时间（秒）传输信息（比特）量。单位：b/s（或bps）、kb/s、Mb/s、Gb/s ，其中k=、M= 、G=。

2、带宽(bandwidth)

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)，区别于通信中的带宽，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）。

3、延迟/ 时延(delay 或latency)

Q:分组交换为什么会发生丢包和时延?A:分组在路由器中排队，等待输出链路可用产生延迟。分组在路由器缓存中排队，  如果缓存满，到达分组被丢弃 - 丢包(loss)。

四种分组延迟：

• 结点处理延迟（nodal processing delay）：数据在交换结点未存储转发而进行的一些处理所花费的时间，比如分析分组的首部、从分组中提取数据部分、进行差错检验或直拽适当的路由等。
• 排队延迟（queueing delay）：分组在进入路由器后要先在输入队列中排队等待处理。 在路由器确定了转发端口后，还要在输出队列中排队等待转发。这就产生了排队时延。
• 传输延迟（transmission delay）：结点将分组的所有比特推(传输)向链路所衢的时间，也就是从发送分组的第一个比特算起到该分组的最后一个比特发送完毕所需的时间，因此也称为发送时延。计算公式：传输时延=分组长度/链路带宽
• 传播延迟（propagation delay）：电磁波在信道（链路）中传播一定的距离需要花费的时间， 也就是一个比特从链路一端到另一端传播所需的时间。计算公式：传播时延=物理链路长度/电磁波在链路上的传播速率

4、时延带宽积

若发送端连续发送数据，在发送的第一个比特即将到达终点时，表示发送端已经发出的比特数。即，时延带宽积=传播时延x信道带宽。如图1.1所示，考虑一个代表链路的圆柱形管道，其长度表示链路的传播时延，横截面积表示链路带宽，则时延带宽积表示该管道可以容纳的比特数量。所以链路的时延带宽积又称为以比特为单位的链路长度。

图1.1 时延带宽积示意图

5、分组丢失（丢包）

交换结点的缓存容量有限，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主机重发（也可能不重发）。丢包率=丢包数/已发分组总数。

6、吞吐量/ 率（Throughput）

指在发送端与接收端之间传送数据速率 (b/s)。吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制。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。

如下图所示，吞吐量取决于传输速率小的链路。也可以叫瓶颈链路（ bottleneck link ）：端到端路径上，限制端到端吞吐量的链路。