计算机网络的性能在线视频

这一节我们一起来了解计算机网络的性能

计算机网络的性能一般指它的几个重要的性能指标

主要包括速率 带宽 吞吐量 时延

时延带宽积 往返时间 RTT和利用率

下面来分别介绍

首先介绍第一个性能指标比特

比特是计算机中数据量中最重要的单位

也是信息论中使用的信息量的重要的单位

比特是一个"二进制数字"

因此一个比特就是二进制数字中的一个1或0

速率是计算机网络中最重要的一个性能指标

指的是数据的传送速率

它也称为数据率或比特率

速率的单位是bit/s

或kbit/s Mbit/s Gbit/s

例如4×10的十次方的数据率就记为40Gbit/s

速率往往是指额定速率或标称速率

非实际运行速率

下面介绍第二个性能指标带宽

带宽有两种不同意义

第一种是在通信领域

是指信号具有的频带宽度

其单位是赫兹或千赫 兆赫等

第二种是在计算机网络中

带宽用来表示网络中某通道传送数据的能力

表示在单位时间内

网络中的某信道所能通过的"最高数据率"

单位是bit/s即比特每秒

带宽常用的单位有千比特每秒 即kb/s

等于10的3次方b/s

兆比特每秒 等于10的6次方b/s

吉比每秒 等于10的9次方b/s

太比每秒 等于10的12次方b/s

请注意 在计算机领域中

K等于2的10方 等于1024

M等于2的20次方

G等于2的30次方

T等于2的40次方

关于带宽还有一些习惯性的说法

计算机网络的带宽

是指网络可通过的最高数据率

即每秒多少比特

描述带宽也常常把“比特/秒”省略

例如带宽是10M

实际上是10Mb/s

这里的M是10的6次方

下面介绍第三个性能指标吞吐量

吞吐量 表示在单位时间内通过某个网络

或者是信道或者是接口的数据量

吞吐量更经常地用于对

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

吞吐量受网络的带宽

或网络的额定速率的限制

时延这个性能指标非常重要

时延是指数据

例如一个报文或分组

甚至比特从网络或链路的一端

传送到另一端所需的时间

网络中的时延由以下几个不同的部分组成

发送时延 传播时延 处理时延和排队时延

下面来分析这四种时延产生的地方

看这幅图

假设从结点A向结点B发送数据

在结点 A 中产生处理时延和排队时延

在发送器产生发送时延 即传输时延

在链路上产生传播时延

下面分别介绍四种时延

第一种发送时延 也称为传输时延

发送数据时

数据帧从结点进入到传输媒体所需要的时间

也就是从发送数据帧的第一个比特算起

到该帧的最后一个比特发送完毕所需的时间

怎么计算呢

发送时延等于数据帧长度除以发送速率

第二种传播时延

电磁波在信道中

需要传播一定的距离而花费的时间

发送时延与传播时延有本质上的不同

信号发送速率和

信号在信道上的传播速率是完全不同的概念

传播时延是这样计算的

信道长度除以信号在信道上的传播速率

处理时延是主机或路由器在收到分组时

为处理分组

例如分析首部 提取数据 差错检验

或查找路由等所花费的时间

排队时延是分组在路由器

输入输出队列中排队等待处理所经历的时延

排队时延的长短

往往取决于网络中当时的通信量

数据在网络中经历的总时延

就是发送时延 传播时延 处理时延

和排队时延之和

必须指出 在总时延中

究竟是哪一种时延占主导地位

必须具体分析

再来认识时延带宽积这个性能指标

链路的时延带宽积

又称为以比特为单位的链路长度

时延带宽积等于传播时延乘以带宽

看这幅图 链路像一条空心管道

只有在代表链路的管道都充满比特时

链路才得到了充分利用

下一个性能指标是往返时间RTT

互联网上的信息不仅仅单方向传输

而是双向交互的

因此 有时很需要知道

双向交互一次所需的时间

往返时间表示从发送方发送数据开始

到发送方收到来自接收方的确认

总共经历的时间

在互联网中

往返时间还包括各中间结点的处理时延

排队时延以及转发数据时的发送时延

当使用卫星通信时

往返时间RTT相对较长

是很重要的一个性能指标

利用率分为信道利用率和网络利用率

信道利用率指出

某信道有百分之几的时间是被利用的

也就是有数据通过

完全空闲的信道的利用率是零

网络利用率则是全网络的

信道利用率的加权平均值

看这幅图

信道利用率并非越高越好

当某信道的利用率增大时

该信道引起的时延也就迅速增加