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計算機網(wǎng)絡的性能指標

發(fā)布時間:2020-10-19 09:18:21 最后更新:2020-11-23 14:31:54 瀏覽次數(shù):2826

性能指標用來從不同的方面度量計算機的性能,下面介紹常用的七個性能指標。

1.速率

計算機通常要將發(fā)送的信息轉換成二進制數(shù)字來傳輸,以為二進制數(shù)稱為一個比特(bit),二進制數(shù)字轉換成數(shù)字信號在線路上傳輸,如圖所示。

計算機網(wǎng)絡的性能指標

網(wǎng)絡技術中的速率指的是每秒傳輸?shù)谋忍財?shù)量,稱為數(shù)據(jù)率(date rate)或者比特率(bit rate)。

速率的單位為b/s(比特每秒)或bit/s,當速率較高時,可以用Kb(10**3b)、Mb(10**6b)Gb(10**9b)等來表示。

win操作系統(tǒng)中,速率以字節(jié)作為單位,單位是B/s,B代表字節(jié),一個字節(jié) = 8比特。

下圖中測試的網(wǎng)速是1.3MB/s,也就是10.4Mb/s。因此我們一定要注意速率是大寫的B還是小寫的b。

計算機網(wǎng)絡的性能指標

在文件傳輸?shù)臅r候也應該注意

計算機網(wǎng)絡的性能指標

2.帶寬

在計算機網(wǎng)絡中,帶寬用來表示網(wǎng)絡通信線路傳輸數(shù)據(jù)的能力,即最高速率。

目前主流的筆記本電腦網(wǎng)卡能支持10M、100M、1000M三個速率。

3.吞吐量

吞吐量表示在單位時間內(nèi)通過某個網(wǎng)絡或接口的數(shù)據(jù)量,包含全部上傳和下載的流量。

計算機網(wǎng)絡的性能指標

上圖中,計算機A同時瀏覽網(wǎng)頁、在線看電影、向FTP上傳文件。A計算機的吞吐量就是全部上傳和下載速率的總和,即30+40+20=90(Kb/s)。

吞吐量受網(wǎng)絡帶寬或網(wǎng)絡額定速率的限制,計算機的網(wǎng)卡如果連接交換機,網(wǎng)卡就可以工作在全雙工模式,即能夠同時接受和發(fā)送數(shù)據(jù)。

如圖所示,如果網(wǎng)卡工作在100M全雙工模式,就意味著網(wǎng)卡的最大吞吐量為200Mb/s。

計算機網(wǎng)絡的性能指標

如果計算機的網(wǎng)卡連接的是集線器,網(wǎng)卡只能工作在半雙工模式,即不能同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。

網(wǎng)卡工作在100M半雙工模式,則網(wǎng)卡的最大吞吐量為100Mb/s。

4.時延

時延(delay或latency)是指數(shù)據(jù)(一個數(shù)據(jù)包或bit)從網(wǎng)絡的一端傳送到另一端所需要的時間。時延是一個很重要的性能指標,有時候也稱為延遲或遲延。

下面就以計算機A要給計算機B發(fā)送數(shù)據(jù)為例,來說明網(wǎng)絡中的時延包括那幾個部分。

計算機網(wǎng)絡的性能指標

(1)發(fā)送時延

發(fā)送時延是主機或路由器發(fā)送數(shù)據(jù)幀所需的時間,也就是從發(fā)送數(shù)據(jù)幀的第一批比特開始,到最后一個比特發(fā)送完畢所需要的時間。下圖表示發(fā)送完畢

計算機網(wǎng)絡的性能指標

可以看到,發(fā)送時延和數(shù)據(jù)幀長度和發(fā)送速率有關,發(fā)送速率是網(wǎng)卡的帶寬,100M網(wǎng)卡就意味著1秒鐘能夠發(fā)送100|*10**6比特。

以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀最大字節(jié)為1518字節(jié),再加上8字節(jié)前導字符,共計1526個字節(jié),1526*8=12208比特。

網(wǎng)卡寬帶如果是10M,發(fā)送一個最大的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀的發(fā)送時延=12208/100000000=1.2ms,ms為毫秒,1秒=1000毫秒。

還有數(shù)據(jù)包的大小也會影響發(fā)送時延。

(2)傳播時延

傳播時延是電磁波在信道中傳播一定距離需要花費的時間。

如圖所示,從最后一比特發(fā)送完畢到最后一個比特達到路由器接口需要的時間就是傳播時延。

計算機網(wǎng)絡的性能指標

計算機網(wǎng)絡的性能指標

電磁波在自由空間的傳輸速度是光速,即3.0*10**5km/s。

電磁波在網(wǎng)絡中的傳輸速度比在自由空間中低一些:在銅線中傳播速率約為2.3*10**5km/s,在光纖中的傳播速率約為2*10**5km/s。

電磁波在指定介質的傳播速率是固定的,從公式看出,信道長度固定了,傳播時延也就固定了,我們沒有辦法改變。

網(wǎng)卡的不同帶寬改變的是發(fā)送時延,而不是傳播時延。

計算機網(wǎng)絡的性能指標

(3)排隊時間

分組在經(jīng)過網(wǎng)絡傳輸時,要經(jīng)過很多的路由器。

但分組在進入路由器后要先在輸入隊列中排隊等待處理。

在路由器確定了轉發(fā)接口后,還要在輸出隊列中排隊等待轉發(fā),這就產(chǎn)生了排隊時延。

排隊時延的長短往往卻決于網(wǎng)絡當時的通信量,當網(wǎng)絡的通信量很大時會發(fā)生排隊溢出,是分組丟失。

計算機網(wǎng)絡的性能指標

(4)處理時延

路由器或主機在收到數(shù)據(jù)包時,要花費一定時間進行處理,例如分析數(shù)據(jù)包的首部、進行首部差錯檢驗,查找路由表為數(shù)據(jù)包選定準發(fā)接口,這就產(chǎn)生了處理時延。

數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡中經(jīng)歷的總時延是以上四種時延的總和。

總時延=發(fā)送時延+傳播時延+排隊時延+處理時延

5.時延帶寬積

把鏈路上的傳播時延和帶寬相稱,就會得到時延帶寬積。

這個指標可以計算通信線路上有多少比特

6.往返時間

在計算機網(wǎng)絡中,往返時間PTT也是一個重要的性能指標,他表示從發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)開始,到發(fā)送端收到來自接受端的確認,總共經(jīng)歷的時間。

往返時間帶寬積,可以用來計算當發(fā)送端連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)時,接受端如發(fā)現(xiàn)有錯誤,立即向發(fā)送端發(fā)送通知請求使發(fā)送端停止,發(fā)送端這段時間發(fā)送的比特量。

通常情況下,企業(yè)內(nèi)網(wǎng)之間計算機ping的時間小于10ms,如果大于10ms,也許存在異常。

7.利用率

利用率是指網(wǎng)絡有百分之幾的時間是被利用的,沒有數(shù)據(jù)通過的網(wǎng)絡利用率為0.

網(wǎng)絡利用率越高,數(shù)據(jù)分組在路由器和交換機處理時就需要排隊等待,因此時延也就越大。

計算機網(wǎng)絡的性能指標

計算機網(wǎng)絡的性能指標

U使網(wǎng)絡利用率,D表示網(wǎng)絡當前延時,D。表示空閑時的時延。

當網(wǎng)絡的利用率接近最大值1時,網(wǎng)絡的時延趨于無窮大。

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