考点二:计算机网络的性能指标

考点二:计算机网络的性能指标

计算机网络的性能指标融合了评价计算机网络好坏的标准,包括速率、带宽、时延、时延带宽积、往返时间、利用率等,作为用户来说,我们肯定希望计算机网络的性能越高越好。

1.速率

速率即数据率或比特率,是计算机网络中每秒钟发送数据的数量。速率往往是指额定速率或标称速率。速率的单位可以是b/s、kb/s、Mb/s、Gb/s等。

2.带宽

带宽是指信号具有的频带宽度,单位是赫(或千赫、兆赫、吉赫等)。现在“带宽”是数字信道所能传送的“最高数据率”的同义词,单位是b/s。

注意:在计算机中约定,当表示存储器大小时,K表示的是1024,在其他场景中表示的都是1000;M、G也有相同的规定。

3.时延

数据从网络或链路的一端传送到另一端所需要的时间称为时延,有时也称为延迟、迟延。

(1)发送时延(传输时延):主机或路由器发送数据帧所需要的时间,即从发送数据帧的第一位算起到该帧的最后一位发送完毕所需要的时间。

发送时延=数据帧长度(b)/发送速率(b/s)

注意:对于某网络,发送时延并非固定不变,而是与发送的帧长成正比,而与发送速率成反比。需要注意的是在考试中,务必将单位统一。例如,如果数据帧长度的单位是B,那么数据传输率也应该化成B/s来计算。

(2)传播时延:电磁波在信道中传播一定的距离所需要的时间,传播时延只与信道距离和信号的传播速度有关。传播时延的计算公式为

传播时延=信道长度(m)/电磁波在信道上的传播速度(m/s)

(3)处理时延:主机或路由器在接收到分组时进行处理所需要的时间。

(4)排队时延:分组在进入网络传输时,要经过许多路由器,但分组在进入路由器后要先在输入队列中排队等待处理,在路由器确定了转发接口后,还需要在输出队列中排队等待转发,这就产生了排队时延。

总时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延

图1-4所示为4种时延产生的位置。

图1-4 4种时延产生的位置

注意:在考试中,除非特别说明,一般排队时延和处理时延忽略不计。

4.时延带宽积

长度的计量方式可以使用m等大家熟悉的单位,还可以使用其他度量单位。时延带宽积是利用比特(bit)来度量长度的,如A和B两点之间的传播时延是100s,而在传播时延的时间里,发送方一直在不停地发送数据,假设每秒可以发送一个比特数据,那么A和B之间的长度就是100bit,这就是时延带宽积。时延带宽积又称以比特(bit)为单位的链路长度。图1-5所示为时延带宽积示意图。

时延带宽积=传播时延×带宽

图1-5 时延带宽积示意图

5.往返时间

从发送方发送数据开始,到发送方收到来自接收方的确认消息所经历的时间,通常用RTT来表示。

6.利用率

利用率可分为信道利用率和网络利用率两种。信道利用率是指某信道有百分之几的时间是被利用的(有数据通过)。完全空闲的信道的利用率为0。网络利用率是全网络的信道利用率的加权平均值。需要注意一点,不是信道利用率与网络利用率越高越好,根据排队理论,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。

注意:网络利用率和时延的关系可以用高速公路的例子来模拟,当高速公路上几乎没有汽车时,汽车的时延就低,极端情况是当高速公路上排满车时,高速公路的利用率是100%,但是时延几乎是无穷大(全部拥堵了)。

政哥应试提醒:在考研中,本部分在统考408中目前没有单独考查。结合真题的出题规律,本考点的传播时间、传输时延和后续的章节联合出题,考查时间的计算是唯一考题,大家只需要掌握其计算方式,会结合场景计算即可。

难度系数:★★