计算机网络的性能

速率/比特率

• 比特是计算机中数据量的单位
  • 1bit即1个二进制数字（0或1）
• 网络技术中的数据率即数字信道上的传送数据的速率
• 单位（b/s）

带宽

• 计算机网络中，带宽即数字信道所能传送到的最高数据率
• 网络的带宽：在一段特定的时间内网络所能传送的比特数
  • 以特定带宽传送的比特可以看作有一定的宽度

吞吐量

• 吞吐量即单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量

• 带宽和吞吐量

  • 带宽一般指链路上每秒能传输的比特数
  • 吞吐量表示系统的测量性能，即每秒实际传输的比特

• 计算：Throughput = Transfer_size / Transfer_time

  • Transfer_time = RTT + (1/Bandwidth) * Transfer_size
    • 发请求并返回数据的时间 RTT
    • 把数据传到网上的时间
  • 传输更大量的数据有助于提高吞吐量
    • 当数据量趋于无限大时，吞吐量将接近网络带宽 ## 时延/延迟

• 时延：数据从网络的一端传送到另一端所花费的时间

• 往返时间（RTT）：数据从网络的一端传到另一端并返回所花费的时间

• 时延由四部分组成

  • 发送时延：发送数据时，数据块从结点进入到传输介质所需要的时间
    • 发送时延 = 数据块长度 / 发送速率
  • 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
    • 不同介质的信道中传播的速度不同（光纤 \(2\times10^8m/s\)，电缆\(2.3\times10^8m/s\)
    • 传播时延 = 信道长度 / 信号在信道上的传播速率
  • 处理时延：主机或路由器在收到分组时进行一些必要的处理所花费的时间
    • 比如分析分组首部、差错检验、查找路由
  • 排队时延：结点在队列中等待产生的时延

• 注意：

  • 我们能提高的是数据的发送速率，而不是数据在链路中传输的速率

  • 提高链路带宽可以降低数据的发送时延

时延带宽积

• 时延带宽积 = 时延 * 带宽，即以比特为单位的链路长度
• 代表了第一个比特到达终点时，发送端发出的尚未达到接收端的比特数