計算機網絡-分組交換網的性能指標

時延

時延是計算機網絡的重要性能測度。

  • 單向時延:一個分組從網絡的一端傳到另一端所需要的時間。
  • 往返時延:指一個分組從網絡路徑的一端傳到另一端並返回所需要的時間。
    當分組從源結點出發,通過一系列路由器傳輸,在目的端系統中結束它的歷程時,該分組在沿途的每個結點都經歷了幾種不同類型的時延。這些時延中最重要的是結點處理時延排隊時延傳輸時延傳播時延,將這些時延加起來就是總時延
    d(nodal)=d(proc)+d(queue)+d(tranc)+d(prop)
  • 其中 d(tranc)=報文長度/信道帶寬
  • d(prop)=信道長度/電磁波在信道中傳播速率

處理時延

  • 處理時延:包括檢查分組首部決定將該分組導向何處處理查錯等所需要的世界,高速路由器的處理時延通常是微秒或更低的數量級。

排隊時延

  • 當分組在鏈路上排隊等待傳輸時,它歷經排隊時延,實際的排隊時延可以是微秒級到毫秒級。排隊時延對不同的分組可能是不同的。

傳輸時延

  • 傳輸時延:又稱爲存儲轉發時延,是將所有分組的比特發向鏈路所需的時間,即從數據塊的第一個比特開始發送算起,到最後一個比特發送完畢所需的時間。
  • 信道帶寬:指的是數據在信道上的發送速率,也常稱之爲數據在信道上的傳輸速率,實際的傳輸時延通常是毫秒到微秒的數量級。

傳播時延

  • 傳播時延:取決於傳輸分組比特的物理媒體(即光纖,雙絞線等)的性質,比特在物理媒體中的傳播速率略小於光速。

四種時延比較

在總時延中,處理時延因爲通常較小而可以忽略,排隊時延與網絡中的流量狀況有關,而傳輸時延和傳播時延卻是相對固定的。

丟包率

丟包率:又稱丟分組率,是指在一定時間段內,兩結點之間分組傳輸過程中分組丟失數量總的分組發送數量的比率。

  • 無擁塞時路徑丟包率爲0
  • 輕度擁塞時丟包率爲1%~4%
  • 嚴重擁塞時丟包率爲5%~15%
    因特網中的路由器盡力而爲地傳輸分組,這意味着路由器不會主動丟棄任何分組。考慮路由器的實際工作狀況,每條鏈路前的對烈烈長度的容量有限。隨着流量強度接近1,排隊時延並不會趨向無限大,因爲沒有地方容納到達的分組,因此路由器只能丟棄隨後到達的分組,使這些分組丟失丟包。這種現象是導致有線IP網絡丟包的主要原因。在基於光纜的現代網絡中通常可以忽略因其他情況引起的分組丟失或損傷。

帶寬和吞吐量

網絡帶寬:是指鏈路在一定的時段內所能傳輸的比特數的額定值。
吞吐量:指的是網絡在單位時間內無差錯地傳輸數據的能力。

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