计算机网络：性能指标

文章目录

• 评价计算机网络性能的指标
• 速率 / 数据率(data rate) / 数据传输速率 / 比特率 (bit rate)
• 带宽
• 延迟(delay) / 时延(latency)
• 时延带宽积 / 信道容量
• 丢包率
• 吞吐量/率(throughput)

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评价计算机网络性能的指标

如下术语均处于计算机网络语境下

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速率 / 数据率(data rate) / 数据传输速率 / 比特率 (bit rate)

• 单位时间内传输的信息量（以比特为单位
  如 bps(b/s)、kb/s、Mb/s、Gb/s，其中 k、M、G 间的进制为 1000
• 一般是标称速率、额定速率，即最大传输速率、理想速率

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带宽

• 在通讯上指信号的最高频率与最低频率之差，单位为 Hz
• 在计算机网络中，多指信道的最高数据率，单位为 bps 等

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延迟(delay) / 时延(latency)

出现延迟（甚至出现丢包）的缘由：

• 分组到达速率超出链路容量
• 分组排队等待输出链路可用
  
  各类延迟均为时间概念，如下是几种延迟的定义
• 发送延迟
  发送数据的最后一个 bit 的时间到发送数据的第一个 bit 的时间差
  发送延迟 = 分组长度 / 链路带宽
• 传播时延
  信号在信道上传输所用的时间，不一样介质的信号传播速率不一样
  传播时延 = 信道长度 / 信号在信道中的传播速率
• 处理延迟
  分组到达路由器后，路由器对分组进行差错检测、肯定输出链路所消耗的时间
  一般小于 ms 级，除非特定主题，通常忽略
• 排队延时
  等待输出链路可用形成的延迟
  取决于路由器的拥塞程度，难以定量衡量
  设链路带宽 R，分组长度 L，平均分组到达速率 a
  则流量强度 = La / R，
      ${{La}/{R}}\begin{cases}≈0 &{\small平均排队延时很小} \cr ≈1 &{\small平均排队延时很大}\cr >1 &{\footnotesize超出服务能力，接近\infin}\end{cases}$
  

时延概念的类比：

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时延带宽积 / 信道容量

时延带宽积 = 传播时延 × 链路带宽，单位为 bit
单位时间内信道/链路可容纳的信息量、以比特为单位的链路长度

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丢包率

丢包即分组丢失，交换节点缓存队列容量有限，分组到达已满队列将被丢弃(丢包)
丢弃的分组可能被上一节点或源主机重发，也可能不重发（取决于须要
丢包率 = 丢包数 / 总分组数

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吞吐量/率(throughput)

发送端到接收端的数据传送速率

• 平均吞吐量   一段时间内的平均吞吐量
• 即时吞吐量   给定时刻的吞吐量

即平均吞吐量 = F / (T_s + T_c)

瓶颈链路：端到端路径上，限制吞吐量的链路

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2020/4/22