1.4 計算機網路的效能指標
常見的效能指標有以下8個:
1.4.1 速率
首先我們來看速率,為了更好的瞭解速率,我們得先看看位元。位元是計算機中資料量的單位,也是資訊理論中資訊量的單位,一個位元就是二進位制數字中的一個1或0。
常用的資料量單位有位元組Byte,常簡寫為大寫字母B。1個位元組包含8個位元,位元的英文單詞bit,常簡寫為小寫的b。
千位元組KB,這裡的K為2的10次方。因此,KB=2的10次方個位元組
M位元組MB,它等於K乘以KB。因此,MB等於2的20次方個位元組
吉位元組GB,它等於K乘以MB。因此,GB等於2的30次方個位元組。
太位元組TB,它等於K乘GB,因此,TB等於2的40次方個位元組
注意:我們購買硬碟的時候,發現廠家的記憶體大小和我們電腦讀出來的不一樣,這是因為單位的不同。
250GB中的G是10的9次方。而我們計算機裡面的G是2的30次方。
速率:連線在計算機網路上的主機在數字通道上傳送位元的速率,也稱為位元率或資料率
常用的資料率單位 bit/s(b/s,bps),kb/s=10^3b/s
小寫k在速率單位中的值為10的三次,也就是1000;
而大寫K在資料量單位中的值為2的10次方,也就是1024
案例一:有一個待發送的資料塊,大小為100MB,網絡卡的傳送速率為100Mbps,則網絡卡傳送完該資料快需要多少時間?
需要注意的是,平時我們估算可以把M和M直接約掉,結果為8秒,與精準計算的差距不是很大。
注意不要鑽牛角尖,有時候人家題目給什麼就是什麼。
1.4.2 頻寬
頻寬就是我們上面介紹的速率的最理想情況。也可以看成是速率
路由器收到分組後,對其進行儲存轉發,這也需要花費一定的時間:處理時延
處理時延不方便計算。
思考:在處理時延不計的情況下,是傳送時延佔主導,還是傳播時延佔主導?
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具體問題具體分析
1.4.5 時延頻寬積
字面意義可以看出,就是時延和頻寬的乘積,但是時延有三種,傳送,傳播,和處理。那這裡指的是哪種時延呢?
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傳播時延
我們可以把傳播時延看做管道的長度,頻寬看做管道的橫截面積。那麼時延頻寬積就是管道的體積,可以想象成管道中充滿了位元。
若傳送端連續傳送資料,則在所傳送的第一個位元即將到達終點時,傳送端就已經發送了時延頻寬積個位元。
鏈路的時延頻寬積又稱為以位元為單位的鏈路長度。
1.4.6 往返時間
在許多情況下,因特網上的資訊不只是單方向傳輸,而是雙向互動。
我們有時很需要知道雙向互動一次所需的時間。
因此,往返時間RTT(Round-Trip Time)也是一個重要的效能指標
RTT指的是從源主機發送資料開始算起到源主機接收到確認的時間。
1.4.7 利用率
利用率有兩種。
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通道利用率:表示通道有百分之幾的時間是被利用的(也就是有資料通過)
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網路利用率:全網路的通道利用率加權平均。
根據排隊論,當某通道的利用率增大的時候,該通道引起的時延也會迅速增加。
因此,通道利用率並非越高越好
如果令D0表示網路空閒時的時延,D表示網路當前的時延,那麼在適當的假定條件下,可以用下面的簡單公式來表示D,D0和利用率U之間的關係。
當網路的利用率達到50%時,時延就要加倍
當網路的利用率超過50%時,時延急劇增大
當網路的利用率接近100%時,時延就趨於無窮大
因此,一些擁有較大主幹網的ISP通常會控制他們的通道利用率不超過50%,如果超過了,就要準備擴容,增大線路的頻寬。
也不能使網路通道的利用率太低,應該使用一些機制,可以根據情況動態的調整輸入到網路中的訊號量,使網路利用率保持在一個正常的範圍內。
1.4.8 丟包率
丟包率即分組丟失率,傳輸過程中丟失的分組數量與總分組數量的比率。
丟包率可分為:介面丟包率,結點丟包率,鏈路丟包率,路徑丟包率,網路丟包率等。
丟包率是網路運維人員比較關心的指標,普通使用者根本意識不到丟包,所以不關心。
分組丟失有兩種情況:
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分組在傳輸過程中出現誤碼,被結點丟棄(結點交換機會檢測出誤碼,後續介紹)
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分組到達一臺佇列已滿的分組交換機時被丟棄;在通訊量較大時就可能造成網路阻塞
需要注意的是,路由器會根據自己的擁塞控制演算法,在輸入快取還沒有滿的時候就主動丟棄分組。
因此,丟包率反映了網路的阻塞情況
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不阻塞時丟包率為0
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輕度阻塞的時候丟包率為1%-4%
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重度阻塞的時候丟包率為5%-15%