计算机网络的性能指标大概分为速率,带宽,吞吐量,时延,时延带宽积,往返实际RTT,利用率。
速率
速率即数据率或称数据传输率或比特率
比特
在计算机当中,计算机发送出的信号,都是以数字形式发送,比特就相当于计算机数据量的一个单位(数据传输单位)。
- 1/0 组成
- 以位为单位
定义
连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据位数的速率
单位: b/s
,kb/s
,Mb/s
存储容量
1 Byte(字节)=8bit (比特)
带宽
原本指的是某个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) 。
在计算机网络中,带宽用来表示网络的通信线路传送数据的能力,通常是指单位时间内从网络中的某一个点到另一个点所通过的“最高数据率”,单位是“比特每秒”,b/s,kb/s,Mb/s,Gb/s。(网络设备所能支持的最高速度)
链路带宽
指链路在入口的位置发送数据的数量,而不是链路传播的速率,因为链路的依靠电磁波传播。
假如,链路带宽是2Mb/s
,指的是在1us
内向链路注入了2bit
数据。提高了这个。相当于母鸡生蛋的速度变快了,每秒能生两科,但是掉落的速度是一样的。
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。单位 b/s,kb/s,Mb/s等。
吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制。
如图所示,两个服务器向客户端发送数据,但是由于服务器本身的速率只能 20Mb/s 和 10Mb/s ,这个时候在一秒当中,通过这条线路的某个关口或者网卡的总吞吐量为 30Mb/s(这里指的是实际的量), 也就是把所有链路都加和,就是吞吐量了。
时延
指的是数据(报文/分组/比特流)从网络(或链路)的一端传送到另一端所需的时间。也叫延迟或迟延。单位是S
发送时延
->传播时延
->排队时延
->处理时延
分类
发送时延
是指从发送分组的第一个比特算起,到该分组最后一个比特发送完毕所需的时间(一般发生在主机内部或者网络适配器等)
加入数据0101010101
从自己身上推到信道上,这样的过程
影响
- 发送数据的长度
- 发送数据的快慢
发送时延=数据长度/信道带宽(发送速率)
传播时延
是电磁波在信道上传播一定距离所花的时间。
当数据0101010101
从起始位置到碰到路由器为止。
影响
- 电磁波的传播速度
- 2.** X 10^8
- 链路长度
传播时延=信道长度/电磁波在信道上的传播速率
为什么是电磁波
因为信号经过一定的调制手法,以电磁波位载体传输
排队时延
等待输出/输入链路可用
如果数据0101010101
已经到路由器那边了,可是路由器忙(要处理之前的数据)所以要等待。
处理时延
等排队到了以后,要进行转发,找错,找出口等工作。
注意
如果求总时延,也就将上述的四类时延加起来。
补充一点:
高速链路
指的是,发送速率提高也就是信道带宽,在数据长度不变的情况下,减少了发送延时,但是这是影响不到电磁波的传播速率,因为电磁波的传播速率是受两点影响,一个用的是什么介质,光纤什么的,同轴电缆,高速指的是提高了带宽,减少了发送时延。但是传播时延是不变的。
时延带宽积
时延带宽积=传播时延 X 带宽
bit s b/s
描述信息量(数据量)的性能属性。又称为以以比特位单位的链路长度。即某段链路现在有多少比特。
如图所示,带宽指得是发送速率,在A这一端一直发送数据,而传播时延,可以这样理解,有一个比特,在A端的信道上了,经过一个传播时延到B的位置。在第一个比特在信道上走,其他比特在第一个后面跟上,直到第一个比特到达B端,这时候发送停止,这个时候的时延带宽积,也就是管道中的比特。(容量)
往返时间RTT
想当于打游戏的时延,从发送方发送数据开始,到发送方收到就接受方的确认(接受方收到数据后立即发送确认)总共经历的时延。
- 开始的时间:从发送方的第一个比特位放到信道开始。
- 结束的时间:发送方接受的接受的确认,也就是接受方接受的第一个比特位的发送回确认开始。
RTT越大,在收到确认之前,可以发送的数据越多。
包括
- 往返的传播时延=传播时延*2
- 末端处理时间
这里不指传输时延,也就是把数据推到信道上的时延。
利用率
- 信道利用率
- 有数据通过的时间/(有+无数据通过的时间)
- 网络利用率
- 所以信道利用率的加权平均值
如图所示,其实可以这样理解,我们知道,当马路上,车辆过少的时候,利用率,就不高,但是(利用率接近 1 的时候)在当我们把车辆填满了,导致车辆行走缓慢,这个时候速率就变低了。