计算机网络性能指标

比特

计算机中数据量的单位，也是信息论中信息量的单位。一个比特就是二进制数字中的一个1或0。

常用数据量单位

1Byte(B) = 8 bit

1 KB = 1,024 Bytes =2^10 B

1 MB = 1,024 KB = 1,048,576 Bytes = 2^20 B

1 GB = 1,024 MB = 1,048,576 KB = 1,073,741,824 Bytes = 2^30 B

1 TB = 1,024 GB = 1,048,576 MB = 1,073,741,824 KB = 1,099,511,627,776 Bytes = 2^40 B

B前的K为大写

速率

连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送比特的速率，也称为比特率或数据率。

常用数据率单位

bit/s (b/s) (bps) ps:三个单位都一样

1 Kbps = 10^3 bps
1 Mbps = 10^6 bps
1 Gbps = 10^9 bps
1 Tbps = 10^12 bps

bps前的k为小写

问：买了一块250GB是固态，安到电脑上，可用多少GB

(250*10^9) / 2^30 = 232.8 (GB)

问：有一个待发送的数据块，大小为100 MB，网卡的发送速率为100 Mbps，则网卡发送完该数据块需要多长时间?

100 MB / 100 Mbps = 1 MB / 1 Mbps = 8*2^20 bit / 10^6 bps = 8.3886 s

问：主机甲通过1个路由器（存储转发方式)与主机乙互联，两段链路的数据传输速率均为10 Mbps,主机甲分别采用报文交换和分组大小为10 kb的分组交换向主机乙发送1个大小为8 Mb(1M=10^6)的报文。若忽略链路传播延迟、分组头开销和分组拆装时间，则两种交换方式完成该报文传输所需的总时间分别为多少？（ps：本问规定1M=10^6是为了便于计算）

报文交换

(8 Mb / 10 Mbps) * 2 = 1.6 s

分组交换

8 Mb / 10 Mbps = 0.8 s

带宽

带宽在模拟信号系统中的意义

带宽在计算机网络中的意义

其实，“带宽”的这两种表述之间有着密切的联系。一条通信线路的“频带宽度”越宽，其所传输数据的“最高数据率”也越高。

吞吐量

吞吐量表示在单位时间内通过某个网络(或信道、接口)的数据量。

吞吐量被经常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额定速率的限制。

带宽为1Gb/s 的以太网，理论最高1Gb/s，通常只能达到700Mb/s左右

时延

网络时延

在网络时延中，哪个时延占主导得具体情况具体分析，如发送大报文，信道短，大概率是发送时延占主导，若发送小报文，信道长，大概率是传播时延占主导，具体得用公式算出来时间进行比较。

时延带宽积 = 传播时延 x 带宽

若发送端连续发送数据，则在所发送的第一个比特即将到达终点时，发送端就已经发送了时延带宽积个比特;

链路的时延带宽积又称为以比特为单位的链路长度。

往返时间

在许多情况下，因特网上的信息不仅仅单方向传输，而是双向交互;我们有时很需要知道双向交互一次所需的时间，因此，往返时间RTT(Round-Trip Time)也是一个重要的性能指标。

以太网的源主机要与无线局域网的目的主机进行通信为例，往返时间是源主机发送分组开始，到收到目的主机的确认分组为止，所需要的时间。

利用率

信道利用率 用来表示某信道有百分之几的时间是被利用的（有数据通过）。

网络利用率 全网络的信道利用率的加权平均。

根据排队论，当某信道的利用率增大时，该信道引起的时延也会迅速增加;因此，信道利用率并非越高越好;

如果令Do表示网络空闲时的时延，D表示网络当前的时延，那么在适当的假定条件下，可以用下面的简单公式来表示D、Do和利用率U之间的关系:

$$ D = Do/(1-U) $$

当网络的利用率达到50%时，时延就要加倍

当网络的利用率超过50%时，时延急剧增大

当网络的利用率接近100%时，时延就趋于无穷大

因此，一些拥有较大主干网的ISP通常会控制它们的信道利用率不超过50%。如果超过了，就要准备扩容，增大线路的带宽。

也不能使信道利用率太低，这会使宝贵的通信资源被白白浪费。应该使用一些机制，可以根据情况动态调整输入到网络中的通信量，使网络利用率保持在一个合理的范围内。

丢包率

丢包率即分组丢失率，是指在一定的时间范围内，传输过程中丢失的分组数量与总分组数量的比率。丢包率具体可分为接口丢包率、结点丢包率、链路丢包率、路径丢包率、网络丢包率等。

丢包率是网络运维人员非常关心的一个网络性能指标，但对于普通用户来说往往并不关心这个指标,因为他们通常意识不到网络丢包。

分组丢失主要有两种情况:

因此，丢包率反映了网络的拥塞情况: