HCIA——8计算机网络第一章:性能指标：带宽、时延、时延带宽积、RTT、吞吐量、速率、信道利用率

学习目标：

性能指标-字长、容量、运算速度、CPU的相关带宽、时延、时延带宽积、RTT、吞吐量、速率、信道利用率

计算机网络
1.掌握计算机网络的基本概念、基本原理和基本方法。
2.掌握计算机网络的体系结构和典型网络协议，了解典型网络设备的组成和特点，理解典型网络设备的工作原理。
3.能够运用计算机网络的基本概念、基本原理和基本方法进行网络系统的分析、设计和应用。
（一）计算机网络概述
计算机网络的概念、组成与功能；计算机网络的分类计算机网络的性能指标
（二）计算机网络体系结构与参考模型计算机网络分层结构；计算机网络协议、接口、服务的概念ISO/OSI参考模型和TCP/IP模型
主要介绍计算机网络体系结构的基本概念，读者可以在理解的基础上适当地记忆。重点掌握网络的分层结构（包括5层和7层结构），尤其是ISO/OSI参考模型各层的功能及相关协议、接口和服务等概念。掌握有关网络的各种性能指标，特别是时延、带宽、速率和吞吐量等的计算。

目录

学习目标：

学习内容：

1.计算机的性能指标

1、字长。

2、容量。

3、运算速度。

2.性能指标

1）带宽（Bandwidth）。

2）时延（Delay）。

3）时延带宽积。

4）往返时延（Round-Trip Time，RTT）。

5）吞吐量（Throughput）。

6）速率（Speed）。

7）信道利用率。

学习时间：

学习产出

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学习内容：

1.计算机的性能指标

1、字长。

由于计算机使用二进制，所以计算机以多少个二进制位作为信息处理单元，就成为衡量计算机性 能的主要指标，如用16位二进制代表信息，就是216 = 65536种组合。位数越多，字长越长，进行数值 计算的精度也就越高。

2、容量。

存储器的容量大小是衡量计算机性能的另一个重要指标。为了计算方便，我们通常把8位二进 制作为一个单位来计算存储器的容量，取名为字节;把1024个字节(实际为1024×8 = 8192个二进制 位)称作1K字节。计算机内存储量再上升一个数量级，就以兆(即M，1M=1024K)字节计，如1M、4M、16M等。兆以上的数量级是G(1G=1024M)。

3、运算速度。

通常是指计算机执行加减乘除四则运算的平均速度，也是计算机性能的一个主要技术指标。每 秒钟完成运算的次数越多，其运算速度越快，性能也就越先进。

2.性能指标

性能指标从不同方面度量计算机网络的性能。常用的性能指标如下。

1）带宽（Bandwidth）。

本来表示通信线路允许通过的信号频带范围，单位是赫兹（Hz）。而在计算机网络中，带宽表示网络的通信线路所能传送数据的能力，是数字信道所能传送的“最高数据传输速率”的同义语，单位是比特/秒（b/s）。

2）时延（Delay）。

指数据（一个报文或分组）从网络（或链路）的一端传送到另一端所需要的总时间，它由 4 部分构成：发送时延、传播时延、处理时延和排队时延。发送时延。结点将分组的所有比特推向（传输）链路所需的时间，即从发送分组的第一个比特算起，到该分组的最后一个比特发送完毕所需的时间，因此也称传输时延。计算公式为

发送时延 = 分组长度/信道宽度

传播时延。电磁波在信道中传播一定的距离需要花费的时间，即一个比特从链路的一端传播到另一端所需的时间。计算公式为

传播时延 = 信道长度/电磁波在信道上的传播速率处理时延。

数据在交换结点为存储转发而进行的一些必要的处理所花费的时间。例如，分析分组的首部、从分组中提取数据部分、进行差错检验或查找适当的路由等。排队时延。分组在进入路由器后要先在输入队列中排队等待处理。路由器确定转发端口后，还要在输出队列中排队等待转发，这就产生了排队时延。因此，数据在网络中经历的总时延就是以上4 部分时延之和：

总时延 = 发送时延 + 传播时延 + 处理时延 + 排队时延

注意：做题时，排队时延和处理时延一般可忽略不计（除非题目另有说明）。另外，对于高速链路，提高的仅是数据发送速率而非比特在链路上的传播速率。提高数据的发送速率只是为了减少数据的发送时延。

3）时延带宽积。

指发送端发送的第一个比特即将到达终点时，发送端已经发出了多少个比特，因此又称以比特为单位的链路长度，即时延带宽积 = 传播时延×信道带宽。
如图。考虑一个代表链路的圆柱形管道，其长度表示链路的传播时延，横截面积表示链路带宽，则时延带宽积表示该管道可以容纳的比特数量。-

图 1.4 链路就像一条空心管道

4）往返时延（Round-Trip Time，RTT）。

指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。在互联网中，往返时延还包括各中间结点的处理时延、排队时延及转发数据时的发送时延。

5）吞吐量（Throughput）。

指单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量。吞吐量受网络带宽或网络额定速率的限制。

6）速率（Speed）。

网络中的速率是指连接到计算机网络上的主机在数字信道上传送数据的速率，也称数据传输速率、数据率或比特率，单位为 b/s（比特/秒）（或 bit/s，有时也写为bps）。数据率较高时，可用kb/s（k=103），Mb/s（M=106）或Gb/s（G=102）表示。
在计算机网络中，通常把最高数据传输速率称为带宽。

7）信道利用率。

指出某一信道有百分之多少的时间是有数据通过的，即信道利用率=有数据通过时间/（有+无）数据通过时间。

计算机的性能指标

速率	位数
带宽	理想最高V
吞吐量	总共
时延	长度/time
往返时间RTT	时延x2+末端
时延带宽积	时延x宽积
利用率	有time/总time

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学习时间：

上课时

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学习产出：

• 技术笔记 1遍
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