第22讲网络性能参数PPT讲稿.ppt

第22讲网络性能参数第1页，共19页，编辑于2022年，星期一2.带宽 n“带宽”(bandwidth)本来是指信号具有的频带宽度，单位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。n现在“带宽”是数字信道所能传送的“最高数据率”的同义语，单位是“比特每秒”，或 b/s(bit/s)。第2页，共19页，编辑于2022年，星期一常用的带宽单位n更常用的带宽单位是n千比每秒，即 kb/s（103 b/s）n兆比每秒，即 Mb/s（106 b/s）n吉比每秒，即 Gb/s（109 b/s）n太比每秒，即 Tb/s（1012 b/s）n请注意：在计算机界，K=210=1024 M=220,G=230,T=240。第3页，共19页，编辑于2022年，星期一数字信号流随时间的变化n在时间轴上信号的宽度随带宽的增大而变窄。每秒 106 个比特时间1 0 1 0 1 11 s带宽为1 Mb/s 时间每秒 4 106 个比特0.25 s带宽为4 Mb/s 第4页，共19页，编辑于2022年，星期一3.吞吐量n吞吐量(throughput)表示在单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量。n吞吐量更经常地用于对现实世界中的网络的一种测量，以便知道实际上到底有多少数据量能够通过网络。n吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制。高速公路单位时间内通过的车辆数受受车道数车道数和和最高限速最高限速限制限制第5页，共19页，编辑于2022年，星期一4.时延(delay 或 latency)n传输时延n传播时延n处理时延n排队时延第6页，共19页，编辑于2022年，星期一路由器n路由器处理分组的过程是：n把收到的分组先放入缓存队列(暂时存储)；n查找转发表，找出到某个目的地址应从哪个端口转发；n把分组送到适当的端口转发出去。第7页，共19页，编辑于2022年，星期一4.时延(delay 或 latency)n传输时延（发送时延）发送数据时，数据块从结点进入到传输媒体所需要的时间。n也就是从发送数据帧的第一个比特算起，到该帧的最后一个比特发送完毕所需的时间。发送时延=数据块长度（比特）发送速率（比特/秒）第8页，共19页，编辑于2022年，星期一时延(delay 或 latency)n传播时延 电磁波在信道(网线)中需要传播一定的距离而花费的时间。n信号传输速率（即发送速率）和信号在信道上的传播速率是完全不同的概念。传播时延=信道长度（米）信号在信道上的传播速率（米/秒）电磁波在铜线电缆中的传播速度为电磁波在铜线电缆中的传播速度为2.3105km/s，在光，在光纤中的传播速度约为纤中的传播速度约为2.0105km/s。第9页，共19页，编辑于2022年，星期一时延(delay 或 latency)n处理时延 交换结点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的时间。n排队时延 结点缓存队列中分组排队所经历的时延。n排队时延的长短往往取决于网络中当时的通信量。第10页，共19页，编辑于2022年，星期一时延(delay 或 latency)n数据经历的总时延就是发送时延、传播时延、处理时延和排队时延之和：总时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延第11页，共19页，编辑于2022年，星期一四种时延所产生的地方 1 0 1 1 0 0 1发送器队列在链路上产生传播时延结点 B结点 A在发送器产生传输时延(即发送时延)在结点 A 中产生处理时延和排队时延数据从结点 A 向结点 B 发送数据链路第12页，共19页，编辑于2022年，星期一生活中的对照例子n班级组织春游，到长途汽车站乘车n处理延时和排队时延n买票；等前面的旅行团检票；n发送延时(检票时间)n排到本班第1位，全班45人开始逐一检票n传播延时(旅途时间)n从南昌开往婺源第13页，共19页，编辑于2022年，星期一容易产生的错误概念 n在高速链路(发送延时小)上，比特跑得更快n光纤链路是高速链路，但比特传播速率低于电缆n对于高速链路，我们提高的仅仅是数据的发送速率而不是比特在链路上的传播速率。n所以提高带宽只能减小数据的发送时延n带宽高还意味着并行传输的数据多第14页，共19页，编辑于2022年，星期一n信号在光纤上的传播速度慢，为什么还信号在光纤上的传播速度慢，为什么还说说光纤网络的速度快光纤网络的速度快？n信道比作公路，在公路末端观察吞吐量信道比作公路，在公路末端观察吞吐量n带宽带宽相当于公路的相当于公路的车道数车道数n传播速度传播速度相当于公路的相当于公路的最高限速最高限速n车道数车道数 vs.限速限速限速限速100km/h限速限速120km/h双向双向8车道车道双向双向4车道车道第15页，共19页，编辑于2022年，星期一5.时延带宽积（传播）时延链路带宽时延带宽积=传播时延 带宽n链路的时延带宽积又称为以比特为单位的链路长度。时延带宽积第16页，共19页，编辑于2022年，星期一6.利用率n信道利用率指某信道有百分之几的时间是被利用的（有数据通过）。完全空闲信道的利用率是零。n网络利用率则是全网络的信道利用率的加权平均值。n信道利用率并非越高越好。n利用率高意味着网络拥堵n造成延时增加、数据丢失第17页，共19页，编辑于2022年，星期一时延 D利用率 U10D0时延急剧增大第18页，共19页，编辑于2022年，星期一1.6.2 计算机网络的非性能特征 n费用n质量n标准化n可靠性n可扩展性和可升级性 n易于管理和维护 第19页，共19页，编辑于2022年，星期一