第四章 计算机网络性能

速率与带宽

• 速率是计算机网络中最重要的性能指标之一，它是指网络单位时间内传送的数据量，用以描述网络传输数据的快慢，也称为数据传输速率或数据速率。有时也会用“带宽”这一术语描述速率。
• 计算机网络传输的数据是以“位”为信息单位的二进制数据，速率的基本单位是bit/s（位/秒)，有时也称为比特率。

时延

• 时延是评价计算机网络性能的另一个重要的性能指标，也称为延迟。时延是指数据从网络的一个节点到达另一个节点所需的时间。
• 计算机网络中，通常将连接两个节点的直接链接称为一个“跳步”，简称“跳”。
• 分组的每跳传输过程主要产生4类时间延迟：节点处理时延、排队时延、传输时延和传播时延
  • 节点处理时延：分组到达节点时，交换设备需要对分组进行相关的处理，比如检查分组是否出错等，花费的这部分时间成为节点处理时延，记为（）
  • 排队时延：从分组被存储开始，到轮到该分组被传输为止，这段时间称为排队时延，记为（)，排队时延的大小取决于网络的拥塞程度，网络拥塞越严重，平均排队时延就越长，反之越短
  • 传输时延：当轮到分组被传输到下一个节点时，从传输该分组第一位开始，到传输完该分组最后一位为止，这段传输数据所花费的时间称为传输时延，记为（），假设分组长度为L(bit),链路带宽为R(bit)，则d = L/R
  • 传播时延：若两节点之间的物理链路长度为D(m)，信号传输率为V(m/s)，则传播时延 d = D/V
  • 综上所述,一个分组经过一跳,所需时间为 d = d + d + d
• 时延带宽积：传播时间与带宽的乘积。 G = d * R 时延带宽积的单位是位，它表示一段传输链路可以容纳的数据位数。
• 丢包率：当网络拥塞特别严重时，新到达的分组无法再被交换节点存储，此时交换节点会丢弃分组，造成“丢包”现象。 n = N1 / N2 = Ns - Nr / N2 其中, n为丢包率, N2为发送分组总数,Nr为接受分组总数,N1为丢失分组总数.
• 吞吐量：表示在单位时间内，源主机通过网络想目的主机发送数据的实际速率，单位为bit/s，记为Thr。吞吐量受网络链路带宽、网络连接复杂性、网络协议、网络拥塞程度等因素影响。
  
  
  其中,R1,R2,...Rx是各链路的数据传输速率。