计算机网络—评价网络的性能指标
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。
计算机网络中的网络性能评估与调优
计算机网络中的网络性能评估与调优计算机网络的性能评估和调优对于保障网络的高效运行和提供优质的网络服务至关重要。
本文将介绍网络性能的评估指标、评估方法以及调优策略，帮助读者了解如何提升计算机网络的性能。
一、网络性能评估指标在评估网络性能时，我们需要考虑以下指标：1. 带宽：指网络中能够传输数据的最大速度，通常以Mbps（兆位每秒）为单位。
带宽越高，网络传输速度越快。
2. 延迟：指数据从发送端到接收端所需要的时间。
延迟越低，网络响应越迅速。
3. 丢包率：指在数据传输过程中丢失的数据包的比例。
丢包率越低，网络可靠性越高。
4. 吞吐量：指在特定时间内网络能够传输的数据量。
吞吐量越大，网络数据处理能力越强。
5. 网络拥塞：指网络中出现过多的数据流量导致性能下降的情况。
拥塞问题会导致延迟增加和丢包率上升。
二、网络性能评估方法针对网络性能评估，常用的方法有以下几种：1. 基准测试：通过在网络中传输已知量级的数据，来评估网络的性能。
可以使用网络性能测试工具进行基准测试，如Iperf、Ping等。
2. 实时监测：使用网络监测工具对网络流量、延迟、丢包率等进行实时监测，以获取网络性能的实时数据。
3. 流量分析：通过对网络流量进行分析，了解网络中的瓶颈和性能问题。
可以使用流量分析工具，如Wireshark、tcpdump等。
4. 模拟仿真：通过使用网络仿真工具，在虚拟环境中模拟真实的网络场景，评估网络性能并进行调优。
三、网络性能调优策略为了提升网络性能，可以采取以下调优策略：1. 网络拓扑优化：优化网络拓扑结构，合理规划网络设备的位置和连接方式，减少网络传输路径的长度和复杂度。
2. 带宽管理：合理分配带宽资源，根据网络使用情况进行调整，避免网络拥塞。
可以使用带宽管理工具进行带宽控制和限制。
3. 缓存和负载均衡：通过使用缓存技术和负载均衡策略，将网络负载分散到多个服务器上，提高网络性能和响应速度。
4. 优化传输协议：选择合适的传输协议，如TCP、UDP等，并根据具体需求进行协议参数的调优。
《计算机网络（第7版）谢希仁著》第一章概述要点及习题总结
《计算机⽹络（第7版）谢希仁著》第⼀章概述要点及习题总结1. ⽹络分类：电信⽹络、有线电视⽹络、计算机⽹络、移动互联⽹2. 互联⽹的两个重要基本特点：连通性和共享性3. ⽹络由若⼲节点和连接这些节点的链路组成4. ⽹络之间可以通过路由器互连起来，这就构成了⼀个覆盖范围更⼤的计算机⽹络。
这样的⽹络称为互连⽹，习惯上，与⽹络相连的计算机称为主机5. 互联⽹的基础结构发展过程（三个阶段）： 第⼀阶段：1969年美国国防部创建第⼀个分组交换⽹ARPARNET。
1983年TCP/IP协议栈成为ARPANET上的标准协议，使得异构⽹络互联，因此⼈们把1983年作为互联⽹的诞⽣时间 第⼆阶段：1985年美国国家科学基⾦会NSF围绕六个⼤型计算机中⼼建设计算机⽹络，分成了三级⽹络：主⼲⽹，区域⽹，校园⽹（企业⽹） 第三阶段：1993年，Albert Gore（时任美国副总统）提出NII（“国家信息基础设施”）计划，旨在以因特⽹为雏形，建⽴“信息⾼速公路”，⾄此，由美国政府资助的NSFNET逐渐被若⼲个商⽤的互联⽹主⼲⽹替代，政府机构不再负责互联⽹的运营和管理，逐渐由互联⽹服务提供商（ISP）接⼿，ISP是进⾏商业活动的公司，ISP向互联⽹管理机构申请很多IP地址，同时拥有通信线路，任何机构和个⼈只要向某个ISP交纳规定的费⽤，就可以通过ISP接⼊互联⽹ 6.互联⽹和互连⽹ 互连⽹：通⽤名词，泛指由多个计算机⽹络互连⽽成的计算机⽹络 互联⽹：专⽤名词，它指当前全球最⼤的、最开放的、由众多⽹络相互连接⽽成的特定互连⽹，它采⽤TCP/IP协议栈作为通信的规则，且其前⾝是美国的ARPANET 7.万维⽹ 互联⽹的迅猛发展始于20世纪90年代，由欧洲原⼦核研究组织CER开发的万维⽹WWW（World Wide Web）被⼴泛应⽤在互联⽹上 8.互联⽹的标准化 1992 年由于互联⽹不再归美国政府管辖，因此成⽴了⼀个国际性组织叫做互联⽹协会 (Internet Society，简称为 ISOC) [W-ISOC]，以便对互联⽹进⾏全⾯管理以及在世界范围内促进其发展和使⽤。
计算机网络简答题
第一章：计算机网络的性能指标：带宽、吞吐量、时延、时延带宽积、往返时延OSI 7层：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层1.简述计算机网络的结构和功能答：计算机网络有3个主要组成部分：（1）若干个主机：各为用户提供服务（2）一个通信子网：主要由结点交换机和连接这些结点的通信链路所组成的（3）一系列的协议：为在主机和主机之间、主机和子网之间、子网中各结点之间的通信而用的，它是通信双方事先约定好的和必须遵循的规则。
2.简述OSI/RM和TCP/IP模型的区别答：（1）OSI分7层，TCP分四层（2）OSI层次之间存在严格的调用关系（3）OSI只考虑用一种标准的公用数据网将各种不同的系统互连在一起，TCP一开始就考虑到多种异构网的互联问题（4）OSI开始偏重于面向连接的服务，TCP一开始就有面向连接和无连接服务。
（5）OSI和TCP可靠性的强调不同（6）智能位置不同（7）OSI后来才考虑网络管理问题，TCP有较好的网络管理。
3.什么是协议？例举生活中使用协议的例子答：协议是一组规则的集合，是进行交互的双方必须遵守的约定。
如：http协议4.协议与服务有何区别？有何关系？答：（1）协议的实现保证了能够向上一层提供服务，本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议，下面的协议对上面的服务用户是透明的（2）协议是“水平的”，即协议是控制两个对等实体进行通信的规则。
但服务是“垂直的”，即服务是由下层通过层间接口向上层提供的。
上层使用所提供的服务必须与下层交换一些命令，这些命令在OSI 中称为服务原语。
5网络协议的三个要素是什么？各有什么含义？答：网络协议：为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。
三要素：（1）语法：数据与控制信息的结构或格式（2）语义：需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应（3）同步：事件实现顺序的详细说明。
第二章：1常用的传输介质有哪几种？各有何特点？答：传输介质可分为有线通信介质和无线通信介质。
计算机网络(第六版课后答案
111第一章概述1-01 计算机网络向用户可以提供那些服务？答：连通性和共享1-02 简述分组交换的要点。
答：（1）报文分组，加首部（2）经路由器储存转发（3）在目的地合并1-03 试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。
答：（1）电路交换：端对端通信质量因约定了通信资源获得可靠保障，对连续传送大量数据效率高。
（2）报文交换：无须预约传输带宽，动态逐段利用传输带宽对突发式数据通信效率高，通信迅速。
（3）分组交换：具有报文交换之高效、迅速的要点，且各分组小，路由灵活，网络生存性能好。
1-04 为什么说因特网是自印刷术以来人类通信方面最大的变革？答：融合其他通信网络，在信息化过程中起核心作用，提供最好的连通性和信息共享，第一次提供了各种媒体形式的实时交互能力。
1-05 因特网的发展大致分为哪几个阶段？请指出这几个阶段的主要特点。
答：从单个网络APPANET向互联网发展；TCP/IP协议的初步成型建成三级结构的Internet；分为主干网、地区网和校园网；形成多层次ISP结构的Internet；ISP首次出现。
1-06 简述因特网标准制定的几个阶段？答：（1）因特网草案(Internet Draft) ——在这个阶段还不是RFC 文档。
（2）建议标准(Proposed Standard) ——从这个阶段开始就成为RFC 文档。
（3）草案标准(Draft Standard)（4）因特网标准(Internet Standard)1-07小写和大写开头的英文名字internet 和Internet在意思上有何重要区别？答：（1）internet（互联网或互连网）：通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的网络。
；协议无特指（2）Internet（因特网）：专用名词，特指采用TCP/IP 协议的互联网络区别：后者实际上是前者的双向应用1-08 计算机网络都有哪些类别？各种类别的网络都有哪些特点？答：按范围：（1）广域网W AN：远程、高速、是Internet的核心网。
计算机网络的性能测试与优化方法
计算机网络的性能测试与优化方法计算机网络是现代社会中不可或缺的一部分，对于保障网络的稳定性和提升用户体验至关重要。
为了确保网络的良好性能，需要进行性能测试和优化。
本文将介绍计算机网络性能测试和优化的方法和步骤。
一、性能测试的步骤1. 确定测试目标：在进行性能测试之前，需要明确网络的测试目标。
例如，测试网络的带宽、延迟、吞吐量等指标。
2. 设计测试用例：根据测试目标，设计一组合理的测试用例。
测试用例应该包含常见的网络应用场景，如网页浏览、文件传输、视频播放等。
3. 设置测试环境：在进行性能测试时，需要提供一个真实的网络环境。
可以使用真实的硬件设备和软件应用，或者使用模拟器来模拟网络环境。
4. 执行测试用例：按照设计好的测试用例，使用专业的性能测试工具对网络进行测试。
测试要求要尽可能真实地模拟用户实际使用网络的场景，并记录测试过程中的相关数据。
5. 分析测试结果：根据测试结果，分析网络的性能瓶颈和问题。
可以对比理想情况下的性能指标，找出网络的不足之处。
6. 优化网络性能：根据分析结果，采取相应的措施来优化网络性能。
可以通过优化硬件设备、调整网络拓扑结构或者使用负载均衡等方法来提升网络性能。
二、性能优化的方法1. 优化网络拓扑结构：合理的网络拓扑结构可以提高网络的性能。
通过改变网络设备的布局、增加链路的数量等方式，减少网络的延迟和拥塞，提高网络的吞吐量。
2. 调整路由策略：路由器负责将数据包从源地址传输到目的地址，调整路由策略可以减少数据包的传输延迟、降低网络的拥塞程度。
可以通过设置优先级、调整网络权重等方法来优化路由策略。
3. 使用负载均衡技术：负载均衡可以将网络流量均匀地分配到多个服务器上，避免单个服务器负载过重，提高网络的可用性和性能。
4. 增加带宽：带宽是网络性能的重要指标之一，增加带宽可以提高网络的吞吐量和传输速度。
可以考虑升级网络连接设备、增加传输链路等方式来增加带宽。
5. 优化应用程序：优化应用程序的代码和算法，可以减少网络传输的数据量、减少网络延迟，提高网络的响应速度。
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。
网络基础 网络的主要性能指标
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。
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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）
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。
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。
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
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）
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。 若使总时延为最小，问分组的数据部分长度p应为多大？
传播时延：电磁波在信道中需要传播一定的距 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）
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。
总时延 = 发送时延 + 传播时延 + 处理
时延 + 排队时延
通过计算，能够得出什么结论？
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。
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：
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
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）。
D0 D 1U
U 是网络的利用率，数值在 0 到 1 之间。ຫໍສະໝຸດ 时延 D 时延 急剧 增大
D0 0
利用率 U
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）
练习1
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
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。
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
带宽和网速的关系：带宽是网速允许的 最大值。
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
4. 时延(delay 或 latency)
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。
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。
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)。
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 但实际网速达不到最大值。
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
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
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。 若使总时延为最小，问分组的数据部分长度p应为多大？
• 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
在发送器产生传输时延 (即发送时延) 数据
1011001 队列 发送器 链路
在链路上产生 传播时延
…
结点
发送时延 ：数据块从结点进入到传输媒体所需 要的时间。
数据块长度（比特） 发送时延 = 信道带宽（比特/秒）
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
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）