计算机网络主要性能指标

影响网络性能的因素有很多，如传输的距离、使用的线路、传输技术、带宽等。对用户而言，主要体现在所获得的网络速度、时延等的差异。计算机网络的主要性能指标有带宽、吞吐量和时延。

1.带 宽

在局域网和广域网中，都使用带宽（Bandwidth）来描述网络的传输容量。

带宽本来是指某个信号具有的频带宽度，带宽的单位符号为Hz（或kHz，MHz 等）。在通信线路上传输模拟信号时，将通信线路允许通过的信号频带范围称为线路的带宽（或通频带）。

在通信线路上传输数字信号时，带宽就等同于数字信道所能传送的“最高数据速率”。数字信道传送数字信号的速率称为数据率或比特率。网络或链路的带宽的单位就是比特每秒（写为b/s），即通信线路每秒钟所能传送的比特数。

例如，以太网的带宽为10 Mb/s，意味着每秒钟能传送10×1 024×1 024 bit。传送每个比特用0.1 µs。目前，以太网的带宽有10 Mb/s、100 Mb/s、1 000 Mb/s 和10 Gb/s 等几种。

现在人们常用更简单的但不很严格的记法来描述网络或链路的带宽，如“线路的带宽是100 M 或10G”，而省略后面的b/s，它的意思就表示数据发送速率（即带宽）为10 Mb/s 或10 Gb/s。正是因为带宽代表数字信号的发送速率，因此带宽有时也称为吞吐量（throughput）。在实际应用中，吞吐量常用每秒发送的比特数（或字节数、帧数）来表示。

吞吐量是指一组特定的数据在特定的时间段经过特定的路径所传输的信息量的实际测量值。由于诸多原因使得吞吐量常常远小于所用介质本身可以提供的带宽。决定吞吐量的因素主要有：

（1）网络互联设备；（2）所传输的数据类型；（3）网络的拓扑结构；（4）网络上并发用户的数量；（5）用户的计算机；（6）服务器；（7）拥塞。

2.时 延

时延（delay）是指一个报文或分组从一个网络（或一条链路）的一端传送到另一端所需的时间。通常来讲，时延由以下几个部分组成：

（1）发送时延。发送时延又称为传输时延，是节点在发送数据时使数据块从节点进入传输介质所需要的时间，也就是从数据块的第一个比特开始发送算起，到最后一个比特发送完毕所需的时间。它的计算公式如下：

发送时延＝数据块长度/信道带宽

信道带宽就是指数据在信道上的发送速率，它也常称为数据在信道上的传输速率。(www.xing528.com)

（2）传播时延。传播时延是指电磁波在信道上需要传播一定的距离而花费的时间。传播时延的公式如下：

传播时延＝信道长度/电磁波在信道上的传播速率

电磁波在自由空间的传播速率是光速，即3×105 km/s。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，在铜缆中的传播速率约为2×105 km/s，在光纤中的传播速率约为km/s。例如，在1 000 km 长的光纤线路的传播时延大约为5 ms。

（3）处理时延。处理时延是指数据在交换节点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的时间。在节点缓存队列中分组排队所经历的时延是处理时延中的重要组成部分。因此，处理时延的长短往往取决于网络中当时的通信量。当网络的通信量很大时，还会发生队列溢出，使分组丢失，这相当于处理时延为无穷大。有时可用排队时延作为处理时延。

这样，数据经历的总时延就是以上3 种时延之和，即

总时延＝传播时延+发送时延+处理时延

3 种时延所产生的位置如图1.16所示。

图1.16　3 种时延产生的位置

3.时延带宽积和往返时延

将传播时延和带宽相乘就是传播时延带宽积，表示链路能够容纳的比特数，即

传播时延带宽积＝传播时延×带宽

在计算机网络中，往返时延表示从发送端发送数据开始，到发送端收到来自接收端的确认（接收端收到数据后便立即发送确认），总共经历的时延。在互联网中，往返时延要包括各中间节点的处理时延和转发数据时的发送时延。