计算机网络性能指标

计算机网络指标性能

网络技术中的速率是指每秒钟传输的「比特」数量。称为数据率（data rate）或比特率（bit rate），速率的单位为b/s（比特每秒）或bit/s，有时也写为bps，即bit per second。当速率较高时，就可以用kb/s（k=10^3=千）、Mb/s（M=10^6=兆）、Gb/s（G=10^9=吉）或Tb/s（T=10^12=太）。现在人们习惯于用更简洁但不严格的说法来描述速率，比如10M网速，而省略了单位中的b/s，所以真实的MB速率需要带宽除以8。
Windows操作系统中，速率以字节为单位。大写的B代表字节，是byte的缩写，8比特=1字节。

「小知识」

「通信模式」

单工通信-在单工通信中，通信的信道是单向的，发送端与接收端也是固定的，即发送端只能发送信息，不能接收信息；接收端只能接收信息，不能发送信息。基于这种情况，数据信号从一端传送到另外一端，信号流是单方向的。
半双工通信-半双工通信（Half-duplex Communication）可以实现双向的通信，但不能在两个方向上同时进行，必须轮流交替地进行。例如：对讲机是日常生活中最为常见的一种半双工通信方式，手持对讲机的双方可以互相通信，但在同一个时刻，只能由一方在讲话（一般是集线器连网）。
全双工通信-全双工通信允许数据同时在两个方向上传输，又称为双向同时通信，即通信的双方可以同时发送和接收数据。理论上，全双工传输可以提高网络效率，但是实际上仍是配合其他相关设备才有用。例如必须选用双绞线的网络缆线才可以全双工传输，而且中间所接的集线器（HUB），也要能全双工传输；最后，所采用的网络操作系统也得支持全双工作业，如此才能真正发挥全双工传输的威力（一般是交换机连网）。

下图为全双工的最大吞吐量200M

时延（delay或latency）是指数据（一个数据包或bit）从网络的一端传送到另一端所需要的时间。时延是一个很重要的性能指标，有时也称为延迟或迟延。
发送时延 是指主机或路由器发送数据帧所需要的时间，发送时延（传输时延）与发送的文件和带宽有关。
传播时延 是电磁波在信道中传播一定的距离需要花费的时间。如下图所示，从最后一比特发送完毕到最后一比特到达路由器接口需要的时间就是传播时延，一旦介质定了，传播速率就变了。电磁波在网络传输媒体中的传播速率比在自由空间要略低一些。例如，电磁波在铜线电缆中的传播速率约为2.3x10^5km/s,如果光纤线路长度为1000 km。则产生的传播时延为1000km/2.3x10^5km/s=5ms。
处理时延 主机或者路由器收到分组时需要一定的时间进行处理，例如分析分组首部、从分组中提取数据部分、进行差错校验或者找适当的路由等，这就产生了处理时延。
排队时延 分组在经过网络传输时，要经过许多的路由器。但分组在进入路由器后要先在输入队列中排队等待处理。

总时延=发送时延+传播时延+排队时延+处理时延

时延带宽积=传播时延×带宽，把链路上的传播时延和带宽相乘，就会得到时延带宽积。单位为bit，通过信道长度可以计算出每比特多少米。
如下图，电磁波在铜线中的传播速率约为2.3x10^5km/s,1km长的铜线传播时延约为4.3x10^6s,时延带宽积=4.3x10^6s x 10x10^6bit/s=43bit。

Round-Trip Time也是一个重要的性能指标，因为互联网上的信息不仅是单方向的传输而是双向交互的，而且往返路径通常也不固定。
往返时间带宽积可用来检测，计算机已发送错误的bit数量。 「注意」 一般局域网的平均往返时间不会超过10ms，若超过，可能网阻了，有计算机在不停的广播，导致交换机处理不过来，可以通过抓包工具进行检测。