计算机网络评价网络的性能指标

问：在怎样的条件下，分组交换的时延比电路
交换要小？（提示：k段链路有几个结点）
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在分组交换网中，设报文长度和分组长度分别为x和 （p+h）bit，其中p为分组的数据部分的长度，而h为每 个分组所带的控制信息固定长度，与p的大小无关。通信 的两端共经过k段链路。链路的数据率为b（b/s），传 播时延和结点的排队时间均可忽略不计。
复习
因特网的组成：边缘部分+核心部分
边缘部分（C/S、P2P）
核心部分（电路交换和分组交换）
计算机网络在我国的发展
计算机网络的分类
按作用范围进行分类
按使用者进行分类
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1.6 计算机网络的性能
1. 速率（网速）
比特（bit）是计算机中数据量的最小单位
来源于 binary digit，意思是一个“二进制数字”， 一个比特就是二进制数字中的一个 1 或 0
数字传输网（计算机网络）：
在计算机网络中，“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)。
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一般家庭上网用户带宽为2M、4M
2M指的是2Mb/s，相当于2M/8=250kB/s
4M指的是4Mb/s，相当于4M/8=500kB/s
带宽为1Mb/s的网络比带宽为1kb/s的网络 数据传输效率高得多。
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练习2
计算下列情况的总时延
在通路上配置一个存储转发交换机的10Mb/s的 以太网，分组大小是5000位，假定每条链路的 传播时延是10μs，并且交换机在接收完分组后 立即转发（没有处理时延）。
和上述情况相同，但有3个交换机。
若使总时延为最小，问分组的数据部分长度p应为多大？
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练习题
请比较电路交换和分组交换。
要传送的报文共x（bit）。从源点到终点共经过k段 链路，每段链路的传播时延为d（s），数据率为b （b/s）。
在电路交换时电路的建立时间为s（s）。在分组交 换时分组长度为p（bit），且各结点的排队等待时 间可忽略不计。
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区分：b/s与B/s
计算机网络中，以比特（bit）为单位进行 数据传输，因此描述网速的单位为b/s
计算机中，以字节（Byte）为单位描述数 据，因此计算机传输数据的速率单位为B/s
其中1Byte=8bit
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2. 带宽
模拟传输网（电话网）：
信号具有的频带宽度，单位是赫（或千赫、兆 赫、吉赫等）。
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时延 D
时延 急剧 增大
D0
利用率 U
0
1
假定网络的利用率到达了90%，请估算现在的网络时
延是它的最小值多少倍？
小结
影响网络的性能指标主要有：
发送的速度（动力足） 传输的速度（路况好） 传输介质的长度（距离短）
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练习1
判断下面结论的正误，并给出解析。
带宽为1Mb/s的网络比带宽为1kb/s的网络 的比特流在网络中的传播速率高得多。
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总时延 = 发送时延 + 传播时延 + 处理 时延 + 排队时延
往返时延：从发送方发送数据开始，到 发送方收到接收方的确认经历的时间。
往返时延 = 2*总时延
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思考题
收发两端之间的传输距离为1000km，信号 在媒体上的传播速率为2*108m/s。试问以下 情况的发送时延和传播时延。
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时延与网络利用率的关系
根据排队论的理论，当信道的利用率增大时， 该信道引起的时延迅速增加。
若令 D0 表示网络空闲时的时延，D 表示网络当 前的时延。在适当的假定条件下，可以用下面
的简单公式表示 D 和 D0之间的关系：
D D0 1U
U 是网络的利用率，数值在 0 到 1 之间。
速率即数据率(data rate)或比特率(bit rate)是 连接在计算机网络中上的主机在数字信道上传送 数据的速率
单位是 b/s，或kb/s, Mb/s, Gb/s ，Tb/s
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常用单位
千比每秒，即 kb/s （103 b/s） 兆比每秒，即 Mb/s（106 b/s） 吉比每秒，即 Gb/s（109 b/s） 太比每秒，即 Tb/s（1012 b/s）
但实际网速达不到最大值。
带宽和网速的关系：带宽是网速允许的
最大值。
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3. 吞吐量
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。
吞吐量经常用于对现实世界中的网络的一种测 量，以便知道有多少数据量通过了网络。
最大吞吐量=带宽*时间
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若使总时延为最小，问分组的数据部分长度p应为多大？
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数据长度为107比特，数据发送速率为100kb/s 数据长度为103比特，数据发送速率为1Gb/s
通过计算，能够得出什么结论？
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5.利用率
信道利用率指出某信道有百分之几的时间是 被利用的（有数据通过）
完全空闲的信道的利用率是零 信道利用率并非越高越好
网络利用率是全网络的信道利用率的加权平 均值。
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4. 时延(delay 或 latency)
• 时延：数据从网络的一端传送到另一端所需的时间
在发送节点中产生 处理时延和排队时延
数据
队列
在发送器产生传输时延 (即发送时延)
在链路上产生 传播时延
…
发送器
1011001 链路
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结点 8
发送时延 ：数据块从结点进入到传输媒体所需 要的时间。
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练习题
请比较电路交换和分组交换。
要传送的报文共x（bit）。从源点到终点共经过k段 链路，每段链路的传播时延为d（s），数据率为b （b/s）。
在电路交换时电路的建立时间为s（s）。在分组交 换时分组长度为p（bit），且各结点的排队等待时 间可忽略不计。
问：在怎样的条件下，分组交换的时延比电路
交换要小？（提示：k段链路有几个结点）
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在分组交换网中，设报文长度和分组长度分别为x和（ p+h）bit，其中p为分组的数据部分的长度，而h为每个 分组所带的控制信息固定长度，与p的大小无关。通信的 两端共经过k段链路。链路的数据率为b（b/s），传播 时延和结点的排队时间均可忽略不计。
数据块长度（比特） 发送时延 = 信道带宽（比一定的距 离而花费的时间。
传播时延 =
信道长度（米）
信号在信道上的传播速率（米/秒）
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处理时延：为存储转发进行处理所花费的 时间。
排队时延：结点缓存队列中分组排队所经 历的时延，取决于网络中当时的通信量。