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1、1.6 计算机网络的性能1.6.1 计算机网络的性能指标,1.速率比特（bit）是计算机中数据量的单位，也是信息论中使用的信息量的单位。Bit 来源于 binary digit，意思是一个“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。速率即数据率(data rate)或比特率(bit rate)是计算机网络中最重要的一个性能指标。速率的单位是 b/s，或kb/s,Mb/s,Gb/s 等速率往往是指额定速率或标称速率。,2.带宽,“带宽”(bandwidth)本来是指信号具有的频带宽度，单位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。现在“带宽”是数字信道所能传送的“最高数据率”的同义语，单
2、位是“比特每秒”，或 b/s(bit/s)。,常用的带宽单位,更常用的带宽单位是千比每秒，即 kb/s（103 b/s）兆比每秒，即 Mb/s（106 b/s）吉比每秒，即 Gb/s（109 b/s）太比每秒，即 Tb/s（1012 b/s）请注意：在计算机界，K=210=1024 M=220,G=230,T=240。,数字信号流随时间的变化,在时间轴上信号的宽度随带宽的增大而变窄。,3.吞吐量,吞吐量(throughput)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
3、的额定速率的限制。,高速公路单位时间内通过的车辆数,受车道数和最高限速限制,4.时延(delay 或 latency),传输时延传播时延处理时延排队时延,路由器,路由器处理分组的过程是：把收到的分组先放入缓存队列(暂时存储)；查找转发表，找出到某个目的地址应从哪个端口转发；把分组送到适当的端口转发出去。,4.时延(delay 或 latency),传输时延（发送时延）发送数据时，数据块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。,时延(delay 或 latency),传播时延 电磁波在信道(网线)中需要传播一定的距离而花费的时
4、间。信号传输速率（即发送速率）和信号在信道上的传播速率是完全不同的概念。,电磁波在铜线电缆中的传播速度为2.3105km/s，在光纤中的传播速度约为2.0105km/s。,时延(delay 或 latency),处理时延 交换结点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的时间。排队时延 结点缓存队列中分组排队所经历的时延。排队时延的长短往往取决于网络中当时的通信量。,时延(delay 或 latency),数据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：,总时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延,四种时延所产生的地方,1 0 1 1 0 0 1,发送器,队列,结点 B,结点
5、A,在结点 A 中产生处理时延和排队时延,数据,从结点 A 向结点 B 发送数据,链路,生活中的对照例子,班级组织春游，到长途汽车站乘车处理延时和排队时延买票；等前面的旅行团检票；发送延时(检票时间)排到本班第1位，全班45人开始逐一检票传播延时(旅途时间)从南昌开往婺源,容易产生的错误概念,在高速链路(发送延时小)上，比特跑得更快光纤链路是高速链路，但比特传播速率低于电缆对于高速链路，我们提高的仅仅是数据的发送速率而不是比特在链路上的传播速率。所以提高带宽只能减小数据的发送时延带宽高还意味着并行传输的数据多,信号在光纤上的传播速度慢，为什么还说光纤网络的速度快？信道比作公路，在公路末端观察吞
6、吐量带宽相当于公路的车道数传播速度相当于公路的最高限速车道数 vs.限速,限速100km/h,限速120km/h,双向8车道,双向4车道,5.时延带宽积,（传播）时延,链路,带宽,时延带宽积=传播时延 带宽,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,6.利用率,信道利用率指某信道有百分之几的时间是被利用的（有数据通过）。完全空闲信道的利用率是零。网络利用率则是全网络的信道利用率的加权平均值。信道利用率并非越高越好。利用率高意味着网络拥堵造成延时增加、数据丢失,时延 D,利用率 U,1,0,D0,时延急剧增大,1.6.2 计算机网络的非性能特征,费用质量标准化可靠性可扩展性和可升级性 易于管理和维护,
