计算机网络的性能指标
传输速率:
指连接到网络上的节点往数字信道上传送数据的速率(即每秒传送多少比特).也成为数据传输速率,比特率或者数据率.
传播速率:
电磁波在物理介质上速度(m/s)
带宽:
模拟信号中:某个信号所包含的各种不同频率成分所占据的频率范围.(HZ)
计算机网络中:网络的通信线路所能传送数据的能力,即在单位时间内从网络中的某一点到另一点所能通过的最高数据率.(b/s)
数据传(发)送速率=min{主机接口速率,线路带宽,交换机或者路由器接口速率}
传输与传送
传输=传送=发送
类比:
两端停车场,左边一次能进3辆车,右边一次能进6辆车,在停车场内速度为30km/h.
传输类似两端停车场的进入车辆数
传播类似停车场内速度
数据量 2^10
速率1000
需要记忆
传播速度:
自由空间:3∗108m/s3*10^8m/s3∗108m/s
铜线:2.3∗108m/s2.3*10^8m/s2.3∗108m/s
光纤:2∗108m/s2*10^8m/s2∗108m/s
时延:
数据从网络的一段传送到另一端所耗费的时间,也叫延迟或迟延.
网络中的时延由四部分组成:
发送时延,传播时延,处理时延,排队时延.
发送时延:
节点将分组的所有比特推向链路所化的时间,即从发送分组的第一个比特算起,到该分组的最后一个比特发送完毕所花的时间.
发送时延=分组长度(b)发送速率(b/s)\frac{分组长度(b)}{发送速率(b/s)}发送速率(b/s)分组长度(b)
发送速率=min(主机接口速率,线路宽带,交换机或者路由器接口速率)
传输时延仅由分组大小和链路带宽决定,与物理距离无关.
传播时延:
电磁波在链路(物理媒介)中传播一定的距离所花的时间.即一个比特从链路的一段传播到另一端所需时间.
传播时延=信道长度(m)信号传播速率(m/s)\frac{信道长度(m)}{信号传播速率(m/s)}信号传播速率(m/s)信道长度(m)
传播时延仅有物理距离和介质特性决定,与分组大小或链路带宽无关.
处理时延
分组在交换结点(路由器)为存储转发而进行的一些必要处理所花的时间,发生在分组进入路由器输入端口的瞬间,直至分组被导向出链路队列之前.无法用简单的公式进行计算.
即路由器在接受一个分组后,完成以下操作所需的的时间:
解析分组头部信息:
路由器首先读取分组首部(如IP首部)中的目的地址,协议类型等信息,通过查阅路由表确定分组应通过哪条出链转发
执行差错检测
在分组从上游节点传输到当前路由器的过程中,可能会发生比特级别的差错.路由器会对分组的比特流进行校验,检测从上游节点传输到当前路由器的过程中是否会发生比特翻转或丢失.若检测到错误,路由器可能丢弃该分组并请求重传.
排对时延
排队时延是分组交换网络中,数据包在路由器输出队列中等待传输的时间.它是端到端总时延中具有动态性的组成部分,直接反映了网络资源的繁忙程度.无法用简单的公式进行计算.
影响关键因素:
队列中已有的分组数量
队列越长,新到达的分组等待时间越长.
流量强度
单位时间内到达的分组数量与链路处理能力的比值.
流量模式
突发性流量会导致瞬时高负载,引发较长的排队时延.
流量到达速率(a),链路传输速率®,分组大小(L)
流量强度ρ=La/R
ρ<1队列稳定,排队时延有限
ρ=1队列持续增长,排队时延趋于无限大
ρ>1队列无限溢出,系统崩溃(分组全部丢失)
流量工作的策略:
增加链路带宽(提高RR)
限制分组到达速率(降低aa)
优化分组大小(减少LL)
丢包的应对策略:
流量控制与拥塞避免
重传机制
冗余与纠错
时延带宽积
传播时延和带宽的乘积
管道长度就是链路的传播时延
本质就是当第一个比特到达另一端时,该线路中有多少比特.
往返时延(RTT)
从发送端发出一个分组,到发送端收到来自接收端的确认(接收端收到数据后立即发送确认)总共经历的时间.在互联网中,往返时延还包括各中间节点的处理时延,排队时延及转发数据时的发送时延.
总时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延
RTT=传播时延*2+处理时间
利用率:
某个信道有百分之多少的时间是有数据通过的.
有数据通过的时间/(有数据通过的时间+无数据通过的时间)
链路利用率并非越高越好,链路利用率太低会浪费网络资源;链路利用率太高会产生较大的时延,导致网络拥挤.
吞吐量:
单位时间内通过某个网络或接口的实际数据量.
带宽:最大的数据传输速率.
吞吐量常被用于对实际网络的测量,以便获知到底有多少数据量通过了网络.
瞬时吞吐量:在某一时刻,目的主机接受数据的速率.
平均吞吐量:在某一时刻,目的主机接受数据的平均速率.
平均吞吐量=总传输数据量b(bit)/总传输时间T(秒)
计算机网络体系结构
常见的三种模型
OSI参考模型(法律标准)
应用层
表示层
会话层
运输层
网络层
数据链路层
物理层
TCP/IP参考模型(事实标准)
应用层
运输层
网际层
网络接口层
原理参考模型(适于教学)
应用层
运输层
网络层
数据链路层
物理层
主要:
面向连接服务:
通信双方必须建立连接(三次握手,四次挥手)分配相应的资源保证两者逻辑上连通tcp
无连接服务:
不需要建立连接IP, UDP
可靠服务 不可靠服务
流量控制:一条链路的两个相邻节点,
拥塞控制:网络拥堵
主要
