计算机网路入门 – 网络性能指标

1.性能指标

计算机网络将通过速率、带宽、吞吐量、时延、时延带宽积、往返时延RTT、以及信道利用率几个维度来描述其性能指标。

2.指指标介绍

2.1 速率

2.1.1 概念

速率即数据率或数据传输率。其描述了连接在网络上的主机在数字信道上传送数据位数的速率，单位为b/s，kb/s，Mb/s等。

2.2 带宽

2.2.1 概念

带宽原本用于指代某个信号具有的频带宽度，但在计算机网络中，带宽用于表示网络的通信线路传输数据的能力，通常指单位时间内从网络中的某一点到另一点所通过的 最高数据率 单位为比特/秒

2.3 吞吐量

2.3.1 概念

吞吐量表示在单位时间内通过某个网络（信道、接口）的数据量，单位为b/s，kb/s，Mb/s等，吞吐量收到网络带宽、或网络的额定速率的限制。

2.4 时延

2.4.1 概念

时延指数据（一个报文或分组）从网络的一段传输到另一端需要的总时长。一共由发送时延、传播时延、处理时延、排队时延四部分组成
$$总时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延$$

• 发送时延：节点将分组的所有比特推向链路所需的实现，即从发送分组的第一个比特算起，到该分组的最后一个比特推向推向传输链路所需时延，也称传输时延
  $$发送时延=\frac{分组长度（数据长度）}{信道宽度（发送速率）}$$

• 传播时延：电磁波在信道中传播一定距离需要花费的时间，即一个比特从链路的一端传播到另一端需要的时间。
  $$传播时延=\frac{信道长度（链路长度}{电磁波在信道中的传输速度}$$

• 排队时延：分组在进入路由器中后需要等待路由器处理数据、以及排队发送，此时产生的时延为排队时延。

• 处理时延：数据在交换节点为存储转发而进行的一些必要的处理所花费的时间。如分析分组的首部、从分组中提取数据部分、进行差错检验或查找适当的路由等。

2.5 时延带宽积

2.5.1 概念

时延带宽积即发送端发送的第一个比特即将到达终点时，发送端已经发出多少比特数据。
$$时延带宽积=传播时延\ast 信道带宽$$

2.6 往返时延

2.6.1 概念

从发送方发送数据开始到发送方接收到数据总共经历的时延

2.7 信道利用率

2.7.1 概念

利用率指某一信道有多少时间是有数据经过的。
$$信道利用率=\frac{有数据通过的时间}{总共数据通过的时间}$$