计算机网络性能

一、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=10^3 、M=10^6 、G=10^9

速率往往是指额定速率或标称速率

二、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 （10^3 b/s）
  Mb/s（10^6 b/s）
  Gb/s（10^9 b/s）
  Tb/s（10^12 b/s）

三、延迟/时延（delay 或latency）

分组交换为什么会发生丢包和时延?
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

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四种分组延迟

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类比：车队

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• 车速为100 km/hr ~ 信号传播速度
• 收费站放行一台车用时12 秒 ~ 比特传输时间
• 车 ~ 比特；车队 ~ 分组
• 车队通过收费站时间 ~ 传输延迟（120秒）
• 每台车从第一个收费站跑到第二个收费站用时 ~ 传播延迟（1小时）

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

  
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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！

一跳的时间延迟：
传输延迟+ 排队延迟+结点处理延迟+传播延迟
传输延迟：发送一个分组需要的时间
传播延迟：信号从一点传播到下一点经过链路的时间

四、时延带宽积

时延带宽积 = 传播时延*带宽 = d(prop) * R(bits)

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链路的时延带宽积又称为以比特为单位的链路长度

五、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）

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六、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

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每条“连接”的端到端吞吐量:min(Rc ,Rs ,R/10)
实际网络: Rc 或 Rs 通常是瓶颈

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