网络基础 网络的主要性能指标
计算机网络网络性能指标
l速率即数据率(datarate)或比特率(bitrate)是计算机网络最重要地一个性能指标。
速率地单位是b/s,或kb/s,Mb/s,Gb/s等。
l比特（bit）是计算机数据量地单位,也是信息论使用地信息量地单位。
Bit来源于binarydigit,意思是一个"二进制数字",因此一个比特就是二进制数字地一个1或0。
l"带宽"(bandwidth)本来是指信号具有地频带宽度,单位是赫兹（或千赫,兆赫,吉赫等）。
l但在计算机网络,"带宽"指地是数字信道地"最高数据率",单位是"比特每秒",或b/s(bit/s)。
l一条通信链路地"频带宽度"越宽,其传输数据地"最高数据率"也越高。
l吞吐量/吞吐率(throughput)表示在单位时间内通过某个网络（或信道,接口）地数据量。
l吞吐量更经常地用于对现实世界地网络地一种测量,以便知道实际上到底有多少数据量能够通过网络。
l受网络地带宽或网络地额定速率地限制。
l时延（Delay或Latency）是指数据或分组从网络（或链路）地一端传送到另一端所需要地时间。
时延有时也称为延迟或迟延。
l发送时延l传播时延l处理时延l排队时延l发送时延（传输时延）:主机或路由器将整个分组地所有比特发送到通信线路上所需要地时间。
l通常是以信道最高数据率发送数据,因此发送速率可替换为信道带宽。
发送时延=分组长度（比特）发送速率（比特/秒）l传播时延:电磁波在信道传播一定距离而花费地时间。
l传输速率（即发送速率）与信号在信道上地传播速率是完全不同地概念。
传播时延=信道长度（米）信号在信道上地传播速率（米/秒）7网络性能指标发送时延与传播时延地比较 分组发送时延s t t发送时延=分组长度（比特）发送速率（比特/秒）传播时延=信道长度（米）信号在信道上地传播速率（米/秒）传播时延A B8网络性能指标容易产生地错误概念 l 错误地概念:在高速链路（或高带宽链路）上,比特应当跑得更快l 对于高速网络链路,我们提高地仅仅是数据地发送速率而不是比特在链路上地传播速率。
计算机网络的主要性能指标
（传播）时延 带宽 链路
时延带宽积 = 传播时延 × 带宽
链路的时延带宽积又称为以比特为单位的链路 链路的时延带宽积又称为以比特为单位的链路 比特 长度。 长度。
往返时延 RTT
往返时延 RTT (Round-Trip Time) 从发送端发送数据开始, 从发送端发送数据开始,到发送端收 到来自接收端的确认 （接收端收到数据后立 即发送确认），总共经历的时延。 ），总共经历的时延 即发送确认），总共经历的时延。
传播时延
真空中的光速： 真空中的光速：
– 3 * 105 km/s铜 Nhomakorabea中的电信号速度： 铜缆中的电信号速度：
– 2.3 * 105 km/s
光纤的传播速度： 光纤的传播速度：
– 2 * 105 km/s – 1000km的光纤线路产生延迟 的光纤线路产生延迟5ms 的光纤线路产生延迟
时延3 (delay 时延3 (delay 或 latency) latency)
1.4 计算机网络的主要性能指标
计算机网络的最主要的两个性 能指标是： 能指标是：
带宽、 带宽、时延
带宽
“带宽”(bandwidth)本来是指信号具有的频带 带宽” 带宽 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）。 宽度，单位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。 现在“带宽”是数字信道所能传送的“ 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” 据率”的同义语，单位是“比特每秒”，或 b/s (bit/s)。 。
数字信号流随时间的变化
在时间轴上信号的宽度随带宽的增大而变窄 时间轴上信号的宽度随带宽的增大而变窄
1 s
带宽为 1 Mb/s
网络规划与设计网络设备性能指标与选型
网络规划与设计网络设备性能指标与选型网络规划与设计是指根据特定的需求和目标，对网络进行合理的规划和设计，以满足组织或个人的网络需求。
在网络规划与设计的过程中，网络设备性能指标与选型起着至关重要的作用。
本文将对网络设备的性能指标和选型进行详细的介绍。
首先，我们需要了解网络设备的性能指标。
网络设备性能指标是指用来衡量设备的性能好坏的一系列指标。
主要包括以下几个方面：带宽、吞吐量、时延、丢包率、可靠性以及安全性。
1.带宽：带宽是指设备传输数据的能力，通常以Mbps或Gbps为单位表示。
带宽的大小决定了网络设备能够传输数据的速度和容量，对于高速网络来说，需要选择具备更大带宽的网络设备。
2.吞吐量：吞吐量是指设备在单元时间内能够传输的数据量。
通常以pps（每秒数据包数）为单位表示。
吞吐量的大小取决于设备的处理能力和传输速度，对于数据密集型的应用，需要选择具备更高吞吐量的网络设备。
3.时延：时延是指从发送数据到接收数据之间经过的时间。
时延可分为传输延迟、处理延迟和排队延迟等多个部分。
对于对实时性要求较高的应用，如语音通话和视频会议，需要选择具备较低时延的网络设备。
4.丢包率：丢包率是指在传输过程中发生丢包的比例。
丢包率的大小决定了数据传输的可靠性，对于对可靠性要求较高的应用，需要选择具备较低丢包率的网络设备。
5.可靠性：可靠性是指设备能够持续稳定地工作的能力。
对于对网络稳定性要求较高的应用，需要选择具备较高可靠性的网络设备。
6.安全性：安全性是指设备防御网络攻击和保护用户数据安全的能力。
对于对安全性要求较高的应用，需要选择具备较强安全性的网络设备。
其次，我们需要根据网络规划与设计的需求，选择适合的网络设备。
网络设备的选型应根据实际需求和预算等因素进行综合考虑。
1.根据带宽需求选择：根据网络规划与设计中对带宽的需求，选择具备足够带宽的设备，以满足数据传输的要求。
2.根据吞吐量需求选择：根据网络规划与设计中对吞吐量的需求，选择具备足够吞吐量的设备，以确保数据传输的高效率。
计算机网络性能指标：速率、带宽、吞吐量、时延、时延带宽积、RTT、利用率
计算机网络性能指标：速率、带宽、吞吐量、时延、时延带宽积、RTT、利用率计算机网络性能指标：速率、带宽、吞吐量、时延、时延带宽积、RTT、利用率现代计算机网络的发展使得数据交换变得容易和迅速，但同时也让计算机网络性能的评估和优化变得至关重要。
计算机网络性能指标包括速率、带宽、吞吐量、时延、时延带宽积、RTT、利用率等，下面将对这些指标逐一进行介绍。
1. 速率速率是指数据传输的速度，通常用比特率（bitrate）衡量，单位为bps（bits per second）或者其倍数。
速率通常是网络可靠性的基础，因为能够快速地传输数据可以让用户获得更好的体验。
计算机网络的速率可以分为两种：线路速率和传输速率。
线路速率指的是网络的物理带宽，也就是网络线路能够支持的最大速率。
而传输速率指的是实际传输数据的速率，这个速率通常会因为媒介、协议、网络拓扑等因素而变化。
2. 带宽带宽指的是一个信号在一个频段内传输的能力。
它是指通过网络传输数据的能力，单位为bps。
网络的带宽决定了网络能够传输的最大速率，因为网络的传输速率不能超过网络的带宽。
带宽的大小取决于网络的物理特性，如线路的宽度、材质和长度。
带宽大小的提高可以通过扩大线路或采用更高质量的材料来实现，在有些情况下还需要运用调制、多路复用等技术。
3. 吞吐量吞吐量是指在特定时间内通过网络传输的数据量，通常以bps为单位。
它是确定网络性能的重要因素之一，因为网络的效率不仅取决于能够传输数据的速率，还取决于网络能够处理的数据量。
吞吐量取决于网络设备的性能和网络拓扑的复杂度，因此它是一个相对困难的指标。
在设计网络时，吞吐量应该是一个重要的考虑因素，因为过低的吞吐量可能导致网络拥塞和性能下降。
4. 时延时延指数据从一个节点到另一个节点所需要的时间，通常以秒为单位。
计算机网络中的时延可以分为以下几种类型：发送时延：指在发送数据前需要进行数据处理、生成数据包和传输数据的时间。
传播时延：指数据从发送节点到接收节点的传播时间，取决于传播介质和物理距离。
计算机网络常用的7个性能指标
计算机⽹络常⽤的7个性能指标1. 速率 bit/s 即每秒传输的⽐特数量速率，速率的单位是bit/s，有时候也写为b/s或者bps。
2. 带宽 bit/s 即在单位时间内⽹络中通信线路所能传输的最⾼速率，由此可知，带宽的单位就是速率的单位bit/s，即⽐特每秒。
3. 吞吐量 bit/s 即实际速率，吞吐量表⽰在单位时间内通过某个⽹络或接⼝的实际的数据量，包括全部的上传和下载的流量。
4. 时延 时延是指数据（⼀个报⽂或分组，甚⾄⽐特）从⽹络（或链路）的⼀端传送到另⼀端所需的时间。
时延也称为延迟或迟延。
需要注意的是，⽹络中的时延是由以下⼏个不同的部分组成： 发送时延和传播时延，排队时延和处理时延。
我们在计算⼀个数据分组的时延应该要把这⼏个时延算进去。
5. 发送时延和传播时延5.1 发送时延 发送时延是主机或路由器发送数据帧所需要的时间，也就是从该数据帧的第⼀个⽐特算起，直到最后⼀个⽐特发送完毕所需要的时间。
5.2 传播时延传播时延是电磁波在信道中传播⼀定的距离需要花费的时间 发送时延⼀般发⽣在机器（⽹络设备）内部中的⽹络适配器，与传输的信道⽆关。
⽽传播时延则是发⽣在机器外部的传输信道媒体上（光纤，同轴线缆等），与信号的速率⽆关。
⼀般来说，信号传送的距离越远（信道长度越长），传播时延就越⼤。
6. 排队时延和处理时延 处理时延：主机或路由器在收到分组时要花费⼀定的时间进⾏处理，例如分析⾸部，从分组中提取数据部分，进⾏差错校验或查找路由转发数据等，这就是处理时延。
排队时延：数据分组在⽹络中传输时，要经过许多路由器。
但分组到达路由器时要先在输⼊队列中排队等待处理。
在路由器确定了从哪个接⼝转发后，还要在输出队列中排队等待转发，这就是排队时延。
排队时延的长短往往取决于⽹络当时的通信量，当⽹络综通信流量较⼤时，就会发⽣队列溢出，使分组丢失，导致排队时延更⼤。
再回到我们之前说过的，时延是指数据（⼀个报⽂或分组，甚⾄⽐特）从⽹络（或链路）的⼀端传送到另⼀端所需的时间，其实这个总的时延包括了发送时延和传播时延，排队时延和处理时延。
计算机网络的性能指标
计算机网络的性能指标
计算机网络的性能指标
（1）速率
计算机发送出的信号都是数字形式的。
比特是计算机中数据量的单位，也是信息论中使用的信息量的单位。
英文字bit来源于binarydigit，意思是一
个“二进制数字”，因此一个比特就是二进制数字中的一个1或0。
网络技术
中的速率指的是连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据的速率，
它也称为数据率（datarate）或比特率（bitrate）。
速率是计算机网络中最重要
的一个性能指标。
速率的单位是bit/s（比特每秒）（即bitpersecond）。
现在人
们常用更简单的并且是很不严格的记法来描述网络的速率，如100M以太网，它省略了单位中的bit/s，意思是速率为100Mbit/s的以太网。
（2）带宽
“带宽”有以下两种不同的意义。
①带宽本来是指某个信号具有的频带宽度。
信号的带宽是指该信号所包含的各种不同频率成分所占据的频率范围。
例如，在传统的通信线路上传。
计算机网络基础知识
异步通信的通信开销较大，但接收端可使用廉价 的、具有一般精度的时钟来进行数据通信。
同步通信和异步通信
SYN SYN 一个或多个 SYN字符 控制字符 ...... 数据字符 控制字符
字节5 字节4
字节3 字节2
字节1
t
b6 b 5 b4 b 3 b2 b 1 b0 终止位 (逻辑 “0”) 起始位 (逻辑 “1”)
若 1 个码元只携带 1 bit 的信息量，则“比特/秒” 和“波特”在数值上相等。 若 1 个码元携带 n bit 的信息量，则 M Baud 的码元 传输速率所对应的信息传输速率为 M n b/s。
计算机网络的主要性能指标
2. 误码率 误码率是衡量数据通信系统传输可靠性的指标。 它的定义是：二进制码元被传输出错的概率。 传输的二进制码元总数为N，被传错的码元数 为Ne则误码率为: Pe=Ne/N 例： 若收到10000个码元，经检查后发现有一个错 了，则误码率为万分之一，用10-4 表示。
1位 5位、6位、7位、8位 1位或无 1位、1.5位或2位 任意数量
信道复用技术
频分复用、时分复用
频分复用：所有用户在同样的时间占用不同的 带宽资源。 时分复用：所有用户在不同的时间占用同样的 频带宽度。 波分复用 WDM 码分复用 CDM
频分复用
频率 频率 5
频率 4
频率 3 频率 2
15 个话路
15 个话路
例：SDH的复用结构
T1 T1 多 路 复 用 器
. . .
STS-1
STS-3
T1
T3
多 路 复 用 器
STS-1
计算机网络基础习题及参考答案
习题1 参考答案1．填空题（1）计算机网络按覆盖范围分类，可分成局域网、广域网和城域网；按网络的使用范围分类，可分成公用网和专用网；按网络结构分类，可分成以太网和令牌环网；按网络的工作模式分类，有对等网和基于服务器工作模式的网络；按传输介质分类，有有线网络和无线网络。
（2）计算机网络的拓扑结构有许多种，最基本的是总线形、星形和环形3种。
（3）一个数据通信系统可分为三大部分，即发送端、传输网络和接收端。
（4）信道和电路并不等同，信道一般都是用来表示向某一个方向传送信息的介质。
因此，一条通信电路往往包含一条发送信道和一条接收信道。
（5）信道可以分成模拟信道和数字信道两大类。
信道上传送的信号还有基带信号和宽带信号之分。
（6）多路复用技术主要分为频分多路复用和时分多路复用两大类。
（7）计算机网络主要性能指标是带宽和时延。
（8）OSI体系结构定义了一个7层的模型。
从下向上依次为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
（9）TCP/IP将网络分为网络接口层、网络层、传输层、应用层四个层次。
（10）IP地址包括网络号和主机号两部分，可以分为5类。
（11）子网掩码的主要作用是将网络地址从IP地址中分离出来，求出IP地址的网络号。
2．简答题（1）简述计算机网络的主要功能。
答：随着计算机网络技术的飞速发展，其应用领域越来越广泛，计算机网络的功能也在不断地得到拓展，它不再仅仅局限于资源共享、数据通信，而是逐渐渗入社会的各个部门和领域，对社会经济、科技、文化、生活都产生着重要的影响。
计算机网络主要有以下几种用途。
①数据交换和通信。
计算机网络中的计算机之间或计算机与终端之间，可以快速可靠地相互传递数据、程序或文件。
②资源共享。
充分利用计算机网络提供的资源（包括硬件、软件和数据）是计算机网络组网的主要目标之一。
③提高系统的可靠性。
在一些用于计算机实时控制和要求高可靠性的场合，通过计算机网络实现备份技术可以提高计算机系统的可靠性。
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网络基础网络的主要性能指标
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。
对用户而言，则主要体现在所获得的网络速度不一样。
计算机网络的主要性能指标介绍如下：1．带宽
在局域网和广域网中,都使用带宽（BandWidth）来描述它们的传输容量。
带宽本来是指某个信号具有的频带宽度。
带宽的单位为赫（或千赫、兆赫等）。
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（bps即b/s、bit/s），即通信线路每秒钟所能传送的比特数。
如以太网的带宽为10Mbps，意味着每秒钟能传送1千万个比特。
传送每个比特用0.1ms。
目前以太网的带宽有10Mbps、100Mbps、1000Mbps和10Gbps等几种类型。
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10M或10G”，而省略了后面的bps，它的意思就表示数据率（即带宽）为10Mbps或10Gbps。
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。
2．吞吐量
吞吐量（throughout）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是远小于所用介质本身可以提供的最大数字带宽。
决定吞吐量的因素主要有：
●网络互联设备。
●所传输的数据类型。
●网络的拓扑结构。
●网络上的并发用户数量。
●用户的计算机。
●服务器。
●拥塞。
3．时延
时延（Delay 或Latency）是指一个报文或分组从一个网络（或一条链路）的一端传输到另一端所需的时间。
通常来讲，时延是由以下几个不同的部分组成的。
●发送时延
发送时延是结点在发送数据时使数据块从结点进入传输介质所需的时间，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，又称为传输时延。
●传播时延
传播时延是电磁波在信道上需要传播一定的距离而花费的时间。
●处理时延
处理时延是指数据在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。
4．抖动
抖动是QOS（Quality of Service）服务质量里面常用的一个概念，其意思是指分组延迟的变化程度。
如果网络发生拥塞，排队延迟将影响端到端的延迟，并导致通过同一连接传输的分组延
迟各不相同，而抖动，就是用来描述这样一延迟变化的程度。
因此，抖动对于实时性的传输将会是一个重要参数，比如：VOIP，视频等。
抑制的话，通常利用QOS保证相关流就可以了，当然也可以利用缓冲区来解决部分问题。
5．丢包
丢包率是一个比率，网络中数据的传输是以发送和接收数据包的形式传输的，理想状态下是发送了多少数据包就能接收到多少数据包，但是由于信号衰减、网络质量等等诸多因素的影响下，并不会出现理想状态的结果，就是不会发多少数据包就能接收到多少。
网络丢包率是指测试中所丢失数据包数量占所发送数据包的比率，通常在吞吐量范围内测试。
丢包率主要与网络的流量，准确的说是与从用户计算机到网站服务器之间每段路由的网络拥塞程度有关。
由于交换机和路由器的处理能力有限，当网络流量过高来不及处理时就将一部分数据包丢弃造成丢包。
由于TCP/IP网络能够自动实现重发，这样发生丢包后不断重发，将造成更大量的丢包。
因此，网络拥塞发生后经常会发生丢包率越来越高的现象，和马路上的交通堵塞十分相似。
6．下载速度
下载速度指从网站上显示网页的快慢。
这是客户上网体验的另一个重要指标。
下载速度主要和网络的带宽有关。
相同情况下，网络延时越长，丢包率越高，相应的下载速度也越低。
现在普遍使用ADSL宽带网，网络下载速度一般能超过50kbps(每秒千字节)。
当网络下载速度低于5kbps时，用户将明显感到网络特别慢，难以忍受。
7．QoS
QoS(Quality Of Service)是一种安全机制，正常情况下并不需要QoS,但对关键应用和多媒体应用就十分必要，当网络过载或拥塞时，QoS能确保重要业务量不会延时和丢弃，同时保证网络的高度可靠运行。
它的主要特点介绍如下：
●更高的可靠性，更快的响应速度；
●帮助减轻网络需求负担，充分利用现有带宽；
●控制，避免不良使用；
●扩大商业应用范围，节省费用、提高效率。
QoS的中文意义是联网服务质量。
具体是指在整个网络连接上应用的各种通信或程序类型优先技术。
QoS技术的存在是为了获得更好的联网服务质量。
QoS是一组服务要求，网络必须满足这些要求才能确保适当服务级别的数据传输。
QoS的实施可以使类似网络电视，网络音乐等实时应用程序最有效地使用网络带宽。
由于它可以确保某个保证级别有充足的网络资源，所以它为共享网络提供了与专用网络类似的服务级别。
它同时提供通知应用程序资源可用情况的手段，从而使应用程序能够在资源有限或用尽时修改请求。
在Windows XP系统中引入QoS技术的目标是建立用于网络通讯的保证传输系统。
简单认为，QoS是划分等级。
网络通畅的情况下，对谁也没有影响；当出现网络堵塞，高级别的优先享有通信权。
至于高低级别的划分，估计是经济层次的划分。