第一章 计算机网络 4 性能指标

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本笔记参考书目：

1. 计算机网络（第8版）谢希仁
2. 2021王道计算机网络视频公开课

本节重点：

• 数据率/带宽/吞吐量
• 时延/时延带宽积/RTT/利用率

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速率/数据率

速率，又称数据率，数据传输率，或比特率等， 是主机传送 数据位数的速率 。

单位：b/s, kb/s, Mb/s, Tb/s
($10^3$为进位)

⚠️注意：网络传输速率通常用位（bit），而在计组的储存单位中使用字节（Byte）。

🌰单位转换例题：
假定要在网络上传送1.5MB的文件。设分组长度为1KB，往返时间RTT=80ms。传送数据之前还需要有建立TCP连接的时间，这需要2*RTT = 160ms。试计算在以下几种情况下接收方收到该文件的最后一个比特所需的时间。

（1）数据发送速率为10Mbit/s，数据分组可以连续发送。
（2）数据发送速率为10Mbit/s，但每发送完一个分组后要等待一个RTT时间才能在发送下一个分组。
（3）数据发送率极快，可以不考虑发送数据 所需要的时间。但规定每一个RTT往返时间内只能发送20个分组。
（4）数据发送速率极快，可以不考虑发送数据所需的时间。但在第一个RTT往返时间内只能发送一个分组，在第二个RTT内可发送两个分组，在三个RTT内可发送4个分组。

带宽

信息发送的 最高数据率 。（理想情况）

吞吐量

通过信道/接口（比如交换机/路由器…）的 实际数据率 ，受带宽和额定数据率的限制。

时延

数据从一端到网络另一端的时间，单位：s。

时延 = 发送时延 + 传播时延 + 排队时延 + 处理时延

发送时延：
发送分组的第一个比特开始～最后一个比特发送结束
发送时延 = 数据长度/带宽(发送数据率)

传播时延：
电磁波（数据）在信道上的传播速度。
传播时延 = 信道长度/电磁波在信道上的传播速率

排队时延：
数据等待输入/输出的时间

处理时延：
检错/找出口等

时延带宽积

时延带宽积(bit) = 传播时延 * 带宽

比特单位的链路长度，即信道中的信息容量。

RTT往返时延

RTT：Round-Trip Time

从发送方发送第一个比特数据开始～发送方返回确认信息为止

RTT越大，说明传输的信息量越大，因为所花费的往返时间多。

RTT = 往返传播时延 + 末端处理时间

往返传播时延 = 传播时延*2

RTT不包括传输时延（发送时延）！

利用率

信道利用率 = 有数据通过的 时间 / 总时间

利用率越高，信道越拥堵，时延D也就急剧增加！ 所以利用率并不是越大越好。

总结