计算机网络基础小记 03 - 计算机网络性能

速率

速率,即数据率(data rate)或称数据传输速率或比特率(bit rate)

  • 单位时间(s)传输信息(bit)量
  • 单位:b/s(bps)、kb/s、Mb/s、Gb/s
  • 速率往往是指额定速率标称速率

带宽

区分于表示频带宽度的带宽(单位 Hz)

网络上的带宽指数据信道所能传送的 “最高数据率”,单位 b/s (bps)

  • 常用单位:kb/s、Mb/s、Gb/s、Tb/s

延迟(delay)/时延(latency)

分组交换为什么会发生丢包和时延?

  • 分组在路由器缓存中排队

分组到达速率超出输出链路容量时,分组排队,等待输出链路可用

  • 丢包:缓存满,到达分组被丢弃 —— 丢包
  • 时延:分组正在传输

四种分组延迟

  1. 节点处理延迟:差错检测、确定输出链路、通常 < ms,$d_{proc}$
  2. 排队延迟:等待输出链路可用、取决于路由器的拥塞程度,$d_{queue}$
  3. 传输延迟:分组长度 L / 链路带宽 R: $d_{trans}$ = L / R(车队过收费站的时间)
  4. 传播延迟:物理链路长度 d / 信号传播速度 s:$d_{prop}$ = d / s(车队从第一个收费站跑到第二个收费站的时间)

$d_{nodal}=d_{proc}+d_{queue}+d_{trans}+d_{prop}$

流量强度

  • R:链路带宽(bps)
  • L:分组长度(bits)
  • a:平均分组到达速率

流量强度 = La / R

  • La / R ∼ 0:平均排队延迟很小
  • La / R → 1:平均排队延迟很大
  • La / R > 1:平均排队延迟无限大,超出服务能力

时延带宽积

时延带宽积 = 传播时延 × 带宽 = $d_{prop}\times R$

又称为以比特为单位的链路长度

丢包(分组丢失)

  • 队列缓存容量有限
  • 分组到达已满队列将被丢弃(即丢包)
  • 丢弃分组可能由前序结点或源重发(也可能不重发)

丢包率 = 丢包数 / 已发分组总数

吞吐量/率

表示在发送端与接收端之间传送数据速率(b / s)

  • 即时吞吐量:给定时刻的速率
  • 平均吞吐量:一段时间的平均速率

瓶颈链路:端到端路径上,限制端到端吞吐量的链路