【計算機網絡】1.4 計算機網絡的性能

第一章第四節 計算機網絡的性能

Outline

• 速率
• 帶寬
• 延遲
• 丟包
• 網絡帶寬積
• 吞吐率

Notes

## 速率

• 速率=數據率=Data Rate   （也稱：數據傳輸速率或比特率（bit rate））
• 意義：單位時間（秒）傳輸信息（比特）量
• 經常使用單位有：b/s（或bps）、kb/s、Mb/s、Gb/s （k=10^三、M=10^六、G=10^9）
• 咱們所說的速率每每是指額定速率或標稱速率。

## 帶寬

• 意義：指的是數字信道在單位時間（通常指的是1秒鐘）內能傳輸的數據量
• 經常使用的單位有：bps、kb/s（10^3b/s)、Mb/s（10^6b/s)、Gb/s（10^9b/s)、Tb/s（10^12b/s)

## 延遲（delay）

• 數據在傳輸過程當中所消耗的時間即爲「延遲」。
• 在分組交換網絡中，通常將延遲分爲4種，分別爲：節點處理延遲、排隊延遲、傳輸延遲與傳播延遲。
• d_nodal = d_proc + d_queue + d_trans +d_prop

   

【節點處理延遲】

• 節點處理延遲：nodal processing delay
• 是指節點（路由器等）在處理數據時進行差錯檢測、肯定鏈路輸出等活動消耗的時間，一般很小（小於毫秒級），常忽略。

【排隊延遲】

• 排隊延遲：queueing delay
• 是指需傳輸的數據在節點中等待輸出鏈路可用所花的時間，每每取決於節點（路由器）的擁塞程度。（有時候輸出鏈路被前面的數據佔據着，暫時沒法使用）
• 流量強度：La/R (R爲鏈路寬度(bps)、L爲分組長度(bits)、a爲平均分組到達速率)

【傳輸延遲】

• 傳輸延遲：transmission delay
• 是指節點（路由器）將正在傳輸的分組數據發送到輸出鏈路所用的時間。取決於L(分組長度(bits)）和R(鏈路帶寬(bps))，d_trans=L/R。

【傳播延遲】

• 傳播延遲：propagation delay
• 是指信號在鏈路中傳播所用的時間。取決於鏈路的長度d和信號傳播的速度s(~2x10^8m/s)，d_prop=d/s。

## 丟包率

• 分組交換網絡丟包的緣由主要是節點（路由器）的隊列緩存容量有限，當分組到達節點時若是節點中的分組隊列已滿，則該分組會被丟棄，即「丟包」。
• 丟棄分組可能由前序結點或源節點重發（也能夠不重發）

   

## 時延帶寬積

• 時延帶寬積=傳播時延*帶寬 
• 單位：bits
• 也被稱爲：以比特爲單位的鏈路長度。

  

## 吞吐率

•    吞吐率（Throughput）：表示在網路通訊中發送端與接受端之間傳送數據的速率。
•    瞬時吞吐量是主機B接受到該文件的一個速率，平均吞吐量是全部比特F/T秒，即F/T bps。
•    對於某些應用程序（譬如因特網電話），但願他們具備低時延，並保持高於某一閾值的一致的瞬時吞吐量，對於其餘應用程序（譬如文件傳輸等等），時延不是很重要，可是但願能具備儘量高的吞吐量。
•    瓶頸鍊路：端到端路徑上，帶寬最小的鏈路。
•    吞吐率取決於瓶頸鍊路的帶寬：
  • 如若發送端發送數據的速率小於瓶頸鍊路的帶寬，吞吐率爲發送端的發送速率，若是
  •  發送端發送數據的速率大於瓶頸鍊路，則吞吐率爲瓶頸鍊路的帶寬。