我們家中的網(wǎng)絡(luò)，為什么會(huì)有卡頓的現(xiàn)象。其實(shí)就是下面的性能指標(biāo)所影響的。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)

性能指標(biāo)從不同的方面來度量計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能。以下面7個(gè)性能指標(biāo)為準(zhǔn)。

速率

帶寬

吞吐量

時(shí)延

處理時(shí)延

排隊(duì)時(shí)延

時(shí)延帶寬積

往返時(shí)延RTT

利用率

速率

我們都知道，計(jì)算機(jī)發(fā)送的信號(hào)都是數(shù)字形式的。（比特）bit 意思是一個(gè)“二進(jìn)制數(shù)字”，因此一個(gè)比特就是二進(jìn)制數(shù)字的一個(gè)1或0。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的速率指的是數(shù)據(jù)的傳送速率，也稱為數(shù)據(jù)率或比特率。單位（bit/s）。

速率是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中最重要的一個(gè)性能指標(biāo)。速率表示單位時(shí)間內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)量表示為速率。而且我們通常從ISP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商那邊聽到的速率都是指額定速率或標(biāo)準(zhǔn)速率。其真實(shí)的信道里是達(dá)不到真實(shí)的傳輸速度的，因?yàn)檎鎸?shí)的速率還受到，信道中的極限容量所限制。并且和帶寬也有一定的影響。

帶寬

帶寬其實(shí)是有兩種不同的意義。

（1）帶寬表示某信號(hào)具有的頻帶寬度。表示信號(hào)在信道中表示各種不同頻率的成分，其不同頻率范圍的信號(hào)表示不同的通信信號(hào)。例如在傳統(tǒng)的電話信號(hào)上的標(biāo)準(zhǔn)是3.1kHz(從300Hz到3.4kHz，即話音的主要成分的頻率范圍)。所以從某種意義上來說帶寬的單位是赫（或千赫，兆赫，吉赫等）。

（2）在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，帶寬用來表示網(wǎng)絡(luò)中某通道傳送數(shù)據(jù)的能力，因此網(wǎng)絡(luò)帶寬表示在單位時(shí)間內(nèi)網(wǎng)絡(luò)中的某信道所能通過的"最高數(shù)據(jù)率"。在這里的帶寬的單位就是數(shù)據(jù)率的單位bit/s,是“比特每秒”。

因此不管是頻帶寬度還是最高數(shù)據(jù)率也好，也就是說，一條通信鏈路的“帶寬”越寬，其所能傳輸?shù)摹白罡邤?shù)據(jù)率”也就越高。

吞吐量

吞吐量表示在單位時(shí)間內(nèi)通過某個(gè)網(wǎng)絡(luò)（或信道，接口）的實(shí)際數(shù)據(jù)量。吞吐量更經(jīng)常地用于對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中的網(wǎng)絡(luò)的一種測(cè)量，以便知道實(shí)際上到底有多少數(shù)據(jù)量能夠通過網(wǎng)絡(luò)。顯然吞吐量受網(wǎng)絡(luò)帶寬或網(wǎng)絡(luò)額定速率是限制。

例如對(duì)一個(gè)1Gbit/s的以太網(wǎng)，我們說的是額定速率是1Gbit/s,那么這個(gè)值也是該以太網(wǎng)的吞吐量的絕對(duì)上限值。因此，對(duì)1Gbit/s的以太網(wǎng)，其實(shí)際的吞吐量可能只有100Mbit/s,有可能更低，并沒有達(dá)到額定速率。所以所有時(shí)吞吐量可以用每秒傳送的字節(jié)數(shù)或幀數(shù)來表示。

時(shí)延

時(shí)延是指數(shù)據(jù)（一個(gè)報(bào)文或分組，甚至比特）從網(wǎng)絡(luò)（或鏈路）的一端傳送到另一端所需的時(shí)間。時(shí)延在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中也是一個(gè)比較重要的性能指標(biāo)，它決定了你瀏覽網(wǎng)頁的等待時(shí)間。有時(shí)我們也稱為延遲或遲延。

其實(shí)在網(wǎng)絡(luò)中，時(shí)延是由以下的幾個(gè)不同部分組成的。

發(fā)送時(shí)延+傳播時(shí)延+處理時(shí)延+排隊(duì)時(shí)延=總時(shí)延

（1）發(fā)送時(shí)延：是主機(jī)或路由器發(fā)送數(shù)據(jù)幀所需要的時(shí)間，也就是從發(fā)送數(shù)據(jù)幀的第一個(gè)比特開始算起，到該幀的最后的一個(gè)比特發(fā)送完畢所需要的時(shí)間。因此發(fā)送時(shí)延也稱為傳輸時(shí)延。

發(fā)送時(shí)延的計(jì)算公式：

發(fā)送時(shí)延=數(shù)據(jù)幀長度（bit）/ 發(fā)送速率（bit/s）

(2)傳播時(shí)延：是電磁波在信道中傳播一定的距離需要花費(fèi)的時(shí)間。

傳播時(shí)延的計(jì)算公式是：

傳播時(shí)延=信道長度（m）/ 電磁波在信道上的傳播速率（m/s）

電磁波在自由空間的傳播速率是光速，即3.0 x 10 5次方 km/s。那么電磁波在網(wǎng)路傳輸媒體中的傳播速率比在自由空間中要低一些：在銅線中的傳播速度是：2.3 x 10 5次方 km/s。從兩個(gè)時(shí)延我們就能知道，發(fā)送時(shí)延是存在于機(jī)器內(nèi)部的，而傳播時(shí)延是存在于傳輸介質(zhì)中的，這個(gè)與傳輸信道的長度沒有關(guān)系，與信號(hào)的發(fā)送速率也沒有關(guān)系。信號(hào)傳送的距離越遠(yuǎn)，傳播時(shí)延就越大。

（3）處理時(shí)延：主機(jī)和路由器在收到分組時(shí)要花費(fèi)一定的時(shí)間進(jìn)行處理，例如要分析分組的首部、從分組中提取數(shù)據(jù)部分、進(jìn)行差錯(cuò)檢驗(yàn)或查找轉(zhuǎn)發(fā)表等，這就是處理時(shí)延產(chǎn)生的原因。

（4）排隊(duì)時(shí)延：分組在經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)，要經(jīng)過許多路由器。但是路由器要處理每個(gè)分組，處理不過來的分組就會(huì)在輸入列表中排隊(duì)等待處理。并且在路由器確定轉(zhuǎn)發(fā)接口后，還要在輸出列表中排隊(duì)等待轉(zhuǎn)發(fā)。這就產(chǎn)生了排隊(duì)時(shí)延。 而排隊(duì)時(shí)延的長短取決于網(wǎng)絡(luò)當(dāng)時(shí)的通信量。而當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的通信量很大時(shí)，就會(huì)處理不過來，就會(huì)出現(xiàn)隊(duì)列溢出，使分組丟失，那么這時(shí)排隊(duì)時(shí)延就是無窮大的。

幾種時(shí)延產(chǎn)生的地方不一樣

因此，在這里我們知道了總時(shí)延是這些時(shí)延的總合，所以我們?cè)诳紤]家里的時(shí)延時(shí)，就不能單單只是在傳輸時(shí)延中進(jìn)行考慮。但是我們僅僅提高數(shù)據(jù)的發(fā)送率而不是比特在鏈路上的傳播速率。其荷載信息的電磁波在通信線路上的傳播速率取決于通信線路的介質(zhì)材料，而與數(shù)據(jù)的發(fā)送速率并無關(guān)系。提高數(shù)據(jù)的發(fā)送速率只是減小了數(shù)據(jù)的發(fā)送時(shí)延。

時(shí)延帶寬積：

時(shí)延帶寬積=傳播時(shí)延 x 帶寬

所以說，管道中的比特?cái)?shù)表示從發(fā)送端發(fā)出但尚未到達(dá)接收端的比特?cái)?shù)。對(duì)于一條正在傳送數(shù)據(jù)的鏈路，只有代表鏈路的管道都充滿比特時(shí)，鏈路才等到最充分的利用。

往返時(shí)間RTT

在互聯(lián)網(wǎng)上數(shù)據(jù)的傳輸不是單項(xiàng)的，而是互相的。所以我們需要知道一次數(shù)據(jù)的往返時(shí)間是多久，就好確定出信息傳輸?shù)臅r(shí)間。在往返時(shí)間中我們要把每個(gè)節(jié)點(diǎn)的處理時(shí)延、排隊(duì)時(shí)延、以及轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)的發(fā)送時(shí)延，都要考慮進(jìn)去。

發(fā)送時(shí)間=數(shù)據(jù)長度/發(fā)送速率

利用率

利用率分為信道利用率和網(wǎng)絡(luò)利用率。

信道利用率：信道有百分之幾的時(shí)間是被利用的（有數(shù)據(jù)通過），空閑信道的利用率為零。

網(wǎng)絡(luò)利用率：全網(wǎng)絡(luò)的信道利用率的加權(quán)平均值。

信道利用率并非是越高越好，根據(jù)排隊(duì)論的理論，當(dāng)某信道的利用率增大時(shí)，該信道引起的時(shí)延也就迅速增加。

這里可以想象成公路上車流量很大時(shí)，某些地方就會(huì)出現(xiàn)擁堵，因此 行車需要的時(shí)間就會(huì)增加。

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