性能指标可以从不同的方面来度量计算机网络的性能

常用的计算机网络的性能指标有以下8个：

速率

比特

计算机中数据量的单位，也是信息论中信息量的单位。一个比特就是二进制数字中的一个1或者0

常用数据单位： 1 Byte=8 bit KB = 2^10 B MB = K KB = 2^20 B GB = K MB = 2^30 B TB = K GB = 2^40 B 为什么一块标注250G的硬盘在电脑上读出来只有232.8G? 厂家一个G是10^9,计算机中是2^30 25010^9/2^30约等于232.8(GB)

速率

连接在计算机网路上的主机在数字信道上传送比特的速率，也称比特率或数据率

常用数据率单位 bit/s(b/s,bps) kb/s = 10^3 b/s Mb/s = kkb/s = 10^6 b/s Gb/s = kMb/s = 10^9 b/s Tb/s = k*Gb/s = 10^12 b/s

例：有一个待发送的数据块，大小为100MB，网卡发送速率为100Mbps,则网卡发送完该数据块需要多少时间？
100MB/100Mb/s=(MB/Mb) s =2^20*8b/10^6=8.388608 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)

带宽在计算机网络中的意义

用来表示网络的通信线路所能传送数据的能力，因此网络带宽表示在单位时间内从网络中某一点到另一点所能通过的“最高数据率”
单位：b/s(kb/s,Mb/s,Gb/s,Tb/s)

两种表述之间的关系

一条通信线路“频带宽度”越宽，其所传输数据的“最高数据率”也越高

吞吐量

吞吐量表示在单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量
吞吐量常被用于对现实世界中的网络的一种测量，以便知道实际上到底有多少数据量能够通过网络。
吞吐量受网络带宽或额定速率的限制

时延

网络时延由三部分组成：

  • 发送时延：分组长度(b)/发送速率(b/s)
    • 网卡的发送速率，信道带宽，接口速率共同决定发送速率（木桶效应）
  • 传播时延：信道长度(m)/电磁波传波速率(m/s)
    • 自由空间：3*10^8 m/s
    • 铜线: 2.3*10^8 m/s
    • 光纤：2.0*10^8 m/s
  • 处理时延: 一般不方便计算

若忽略处理时延，哪个时延占主导要具体问题具体分析

时延带宽积

时延带宽积=传播时延*带宽

  • 若发送端连续发送数据，则在所发送的第一个比特即将到达终点时，发送端就已经发送了时延带宽积个比特

  • 链路的时延带宽积又称为以比特为单位的链路长度

    往返时间

    往返时间(RTT)：双向交互一次所需要的时间

    利用率

    利用率：

  • 信道利用率：表示某信道有百分之几的时间是被利用的

  • 网络利用率：全网络的信道利用率的加权平均

排队理论：当某信道的利用率增大时，该信道引起的时延也会增加；
信道利用率并非越高越好：
Do：网络空闲时的时延 D：网络当前的时延 U:利用率
D=Do/(1-U)

  • 当网络利用率达到50%时，时延加倍
  • 当网络利用率超过50%时，时延急剧增大
  • 一些拥有较大主干网的ISP通常会控制他们的信道利用率不超过百分之50，如果超过了，就要准备扩容了

信道利用率也不能太低，如果太低会使宝贵的资源白白浪费

丢包率

  • 丢包率即分组丢失率，是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
  • 丢包率可分为接口丢包率、结点丢包率、链路丢包率、链路丢包率、路径丢包率、网络丢包率等
  • 一般网络运维人员比较关心
  • 分组丢失主要的两种情况：
    • 分组在传输中出现误码，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；通信量较大时就可能造成网络拥塞(实际上，路由器缓存未满的时候就会开始丢包)
  • 丢包率反映了网络的拥塞情况
    • 无拥塞时路径丢包率为0
    • 轻度拥塞时路径丢包率为1%~4%
    • 严重拥塞时路径丢包率为5%~15%