計算機網路多條鏈路吞吐量

① 什麼是吞吐量、帶寬、包轉發率

1.吞吐量
吞吐量是指對網路、設備、埠或其他設施在單位時間內成功地傳送數據的數量（以比特、位元組等測量單位），也就是說吞吐量是指在沒有幀丟失的情況下，設備能夠接收並轉發的最大數據速率。
吞吐量的大小主要由網路設備的內外網口硬體，及程序演算法的效率決定，尤其是程序演算法，對於像需要進行大量運算的設備來說，演算法的低效率會使通信量大打折扣。
2.帶寬
吞吐量和帶寬是很容易搞混的一個詞。當討論通信鏈路的帶寬時，一般是指鏈路上每秒所能傳送的比特數，它取決於鏈路時鍾速率和信道編碼在計算機網路中又稱為線速，也就是可以說百兆乙太網的帶寬是100Mbps。
但是需要區分鏈路上的可用帶寬（帶寬）與實際鏈路中每秒所能傳送的比特數（吞吐量）。通常更傾向於用「吞吐量」一詞來表示一個網路的性能表現。因為現實受各種低效率因素的影響（比如通信雙發的網卡設備、鏈路狀態等），所以由一段帶寬為100Mbps的鏈路連接的一對節點可能只達到50Mbps的吞吐量。這樣就意味著，一個主機上的應用只能夠以50Mbps的速度向另外的一個主機發送數據。
3.包轉發率
對於網路設備而言，除了吞吐量這個重要指標外，還有一個主要指標是報文轉發率，也就是常說的包轉發率，包轉發率一般是指以64位元組數據包的全雙工吞吐量，該指標既包括吞吐量指標也涵蓋了報文轉發率指標。
線速埠的包轉發率衡量標準是以IEEE802.3中最短乙太網64byte的數據包 (第二層或第三層包) 作為計算基準，其公式如下：包轉發率(pps) = 吞吐量 / ( 84byte × 8bit )
所以：
對於百兆乙太網，一個線速埠的包轉發率 = 100,000,000bps / 672bit = 0.148Mpps
對於千兆乙太網，一個線速埠的包轉發率 = 1,000,000,000bps / 672bit = 1.488Mpps
對於萬兆SFP口（乙太網口沒有萬兆的），一個線速埠的包轉發率 = 10,000,000,000bps / 672bit = 14.88Mpps

② 計算機網路有哪些常用的性能指標

速率、帶寬、吞吐量、時延、時延帶寬積、往返時間RTT、利用率等。

計算機網路是指將地理位置不同的具有獨立功能的多台計算機及其外部設備，通過通信線路連接起來，在網路操作系統，網路管理軟體及網路通信協議的管理和協調下，實現資源共享和信息傳遞的計算機系統。

關於計算機網路的最簡單定義是：一些相互連接的、以共享資源為目的的、自治的計算機的集合。若按此定義，則早期的面向終端的網路都不能算是計算機網路，而只能稱為聯機系統（因為那時的許多終端不能算是自治的計算機）。

但隨著硬體價格的下降，許多終端都具有一定的智能，因而「終端」和「自治的計算機」逐漸失去了嚴格的界限。若用微型計算機作為終端使用，按上述定義，則早期的那種面向終端的網路也可稱為計算機網路。

相關信息

數據通信是計算機網路的最主要的功能之一。數據通信是依照一定的通信協議，利用數據傳輸技術在兩個終端之間傳遞數據信息的一種通信方式和通信業務。它可實現計算機和計算機、計算機和終端以及終端與終端之間的數據信息傳遞。

是繼電報、電話業務之後的第三種最大的通信業務。數據通信中傳遞的信息均以二進制數據形式來表現，數據通信的另一個特點是總是與遠程信息處理相聯系，是包括科學計算、過程式控制制、信息檢索等內容的廣義的信息處理。

③ 計算機網路的性能指標及計算例題

指的是數據的傳送速率，也稱為數據率或者比特率， 單位是b/s 也有（千）kb/s（10的三次）  （兆）Mb/s（10的六次）  （吉）Gb/s（10的九次）  （太）Tb/s（10的十二次）  速率往往是指額定速率或標稱速率，而並非網路實際上運行的速率。

指的是某信道允許通過的信號頻帶范圍，代表網路中某信道傳送數據的能力，表示在單位時間內網路某信道中通過的「最高數據率」

在時間軸上，信號的寬度隨帶寬的增大而變窄。如下圖：

一條通信鏈路的「帶寬」越寬，其所能傳輸的「最高數據率」就越高

表示在單位時間內通過某個網路的 實際的數據量 。其受網路的帶寬或網路的額定速率的限制。比如最大吞吐量也不會超過額定速率。

時延表示數據從網路的一端傳送到另一端所需的時間。    時延 = 發送時延+傳播時延+處理時延+排隊時延

發送時延：發送數據時，數據塊從結點進入到傳輸媒體所需要的時間。公式如下：

傳播時延：電磁波在信道中需要傳播一定的距離而花費的時間。公式如下：

對比：發送時延發生在機器內部的發送器中，一般發生在網路適配器中，與傳輸信道的長度沒有半點關系，而傳播時延發生在機器外部的傳輸信道媒體上，與信號的發送速率無關，和信號傳送的距離有關，信號傳送的距離越遠，傳播時延就越大。

處理時延：主機或路由器在收到分組時進行處理花費的時間。（比如差錯校驗、查找適當的路由）

排隊時延：分組經過網路傳輸時，經過多個路由器，當分組較多時就要先在輸入隊列中排隊等待處理，排隊時延的長短取決於網路當時的通信量，且當網路的通信量很大時會發生隊列溢出，使分組丟失，相當於排隊時延無窮大。

對於高速網路鏈路，我們提高的僅僅是數據的發送速率而不是比特在鏈路上的傳播速率。 提高數據的發送速率僅僅是減小了數據的發送時延。

又稱為以比特為單位的鏈路長度。

信道利用率指出某信道有百分之幾的時間是被利用的， 完全空閑的信道的利用率是零。信道利用率並非越高越好，打個比方：車子在道路上多了起來，道路的利用率變大了，道路被占滿了，但是道路變擁擠了，這樣就導致排隊時延的增大了。

2道小例題鞏固下公式：

④ 計算機網路的主要性能指標有哪些

性能指標從不同的方面來度量計算機網路的性能。

1、速率

計算機發送出的信號都是數字形式的。比特(bit)是計算機中的數據量的單位，也是資訊理論中使用的信息量單位。英文字bit來源binarydigit(一個二進制數字)，因此一個比特就是二進制數字中的一個1或0。網路技術中的速率指的是鏈接在計算機網路上的主機在數字信道上傳送數據的速率，也稱為數據率(datarate)或者比特率(bitrate)。速率的單位是b/s(比特每秒)或者bit/s，也可以寫為bps，即bitpersecond。當數據率較高時，可以使用kb/s(k=10^3=千)、Mb/s(M=10^6=兆)、Gb/s(G=10^9=吉)或者Tb/s(T=10^12=太)。現在一般常用更簡單並不是很嚴格的記法來描述網路的速率，如100M乙太網，而省略了b/s，意思為數據率為100Mb/s的乙太網。這里的數據率通常指額定速率。

2、帶寬

帶寬本上包含兩種含義：

(1)帶寬本來指某個信號具有的頻帶寬度。信號的帶寬是指該信號所包含的各種不同頻率成分所佔據的頻率范圍。例如，在傳統的通信線路上傳送的電話信號的標准帶寬是3.1kHz(從300Hz到3.1kHz，即聲音的主要成分的頻率范圍)。這種意義的帶寬的單位是赫茲。在以前的通信的主幹線路傳送的是模擬信號(即連續變化的信號)。因此，表示通信線路允許通過的信號頻帶范圍即為線路的帶寬。

(2)在計算機網路中，貸款用來表示網路的通信線路所能傳送數據的能力，因此網路帶寬表示在單位時間內從網路的某一點到另一點所能通過的「最高數據量「。這種意義的帶寬的單位是」比特每秒「，即為b/s。子這種單位的前面也通常加上千(k)、兆(M)、吉(G)、太(T)這樣的倍數。

3、吞吐量

吞吐量(throughput)表示在單位時間內通過某個網路(或信道、介面)的數據量。吞吐量進場用於對現實世界中的網路的一種測量，以便知道實際上到底有多少數據量能夠通過網路。顯然，吞吐量受到網路的帶寬或網路的額定速率的限制。例如，對於一個100Mb/s的乙太網，其額定速率為100Mb/s，那麼這個數值也是該乙太網的吞吐量的絕對上限值。因此，對100Mb/s的乙太網，其典型的吞吐量可能只有70Mb/s。

4、時延

時延指數據(一個報文或者分組)從網路(或鏈路)的一端傳送到另一端所需的時間。時延是一個非常重要的性能指標，也可以稱為延遲或者遲延。

網路中的時延由以下幾部分組成：

(1)發送時延發送時延是主機或路由器發送數據幀所需要的時間，也就是從發送數據幀的第一個比特算起，到該幀的最後一個比特發送完畢所需時間。發送時延也可以稱為傳輸時延。發送的時延=數據幀長度(b)/發送速率(b/s)。

對於一定的網路，發送時延並非固定不變，而是與發送的幀長成正比，與發送數率成反比。

(2)傳播時延傳播時延是電磁波在信道中傳播一定的距離需要花費的時間。

傳播時延=信道長度(m)/電磁波在信道上的傳播數率(m/s)

電磁波在自由空間的傳播速率是光速，即3.0×10^5km/s。電磁波在網路傳輸媒體中的傳播速率比在自由空間低一些，在銅線電纜中的傳播速率約為2.3×10^5km/s，在光纖中的傳播速率約為2.0×10^5km/s。

(3)處理時延主機或路由器在收到分組時需要花費一定的時間處理，分析分組首部、從分組中提取數據部分、進行差錯檢驗、查到適當路由等，這就產生了處理時延。

(4)排隊時延分組在經過網路傳輸時，要經過許多的路由器。但分組在進入路由器後要先在輸入隊列中排隊等待處理。在路由器確定了轉發介面後，還要在輸出隊列中排隊等待轉發。這就產生了排隊延時。排隊延時通常取決於網路當時的通信量。

這樣數據在網路中盡力的總延時就是

總延時=發送延時+傳播延時+處理延時+排隊延時

對於高速網路鏈路，提高的僅僅是數據的發送數率而不是比特在鏈路上的傳播速率。荷載信息的電磁波在通信線路上的傳播速率與數據的發送速率並無關系。提高的數據的發送速率只是減小了數據的發送時延。

5、時延帶寬積

把以上兩個網路性能的兩個度量，傳播時延和帶寬相乘，就等到另外一個度量：傳播時延帶寬積，即

時延帶寬積=傳播時延×帶寬

例如，傳播時延為20ms，帶寬為10Mb/s，則時延帶寬積=20×10×10^3/1000=2×10^5bit。這就表示，若發送端連續發送數據，則在發送的第一個比特即將達到終點時，發送端就已經發送了20萬個比特，而這20萬個bit都在鏈路上向前移動。

6、往返時間RTT

在計算機網路中，往返時間RTT也是一個重要的性能指標，表示從發送方發送數據開始，到發送方收到來自接收方的確認，總共經歷的時間。對於上面提到的例子，往返時間RTT就是40ms，而往返時間和帶寬的乘積是4×10^5(bit)。

顯然，往返時間與所發送的分組長度有關。發送很長的數據塊的往返時間，應當比發送很短的數據塊往返時間要多些。

往返時間帶寬積的意義就是當發送方連續發送數據時，即能夠及時收到對方的確認，但已經將許多比特發送到鏈路上了。對於上述例子，假定數據的接收方及時發現了差錯，並告知發送發，使發送方立即停止發送，但也已經發送了40萬個比特了。

7、利用率

利用率有信道利用率和網路利用率。信道利用率指出某信道有百分之幾的時間是被利用的。網路利用率則是全網路的信道利用率的加權平均值。信道利用率並非越高越好。這是因為，根據排隊的理論，當某信道的利用率增大時，該信道引起的時延也就迅速增加。

如果D0表示網路空閑時的時延，D表示當前網路時延，可以用簡單公式(D=D0/(1-U)來表示D，D0和利用率U之間的關系。U數值在0和1之間。當網路的利用率接近最大值1時，網路的時延就趨近於無窮大。

⑤ 計算機網路性能指標有哪些

帶寬 吞吐量 網路帶寬利用率 丟包率 位元組

⑥ 計算機網路的主要性能指標有哪些

1、速率，指鏈接在計算機網路上的主機在數字信道上傳送數據友唯枝的速率，也稱為數據率或者比特率；

2、帶寬，本指某個信號具有的頻帶寬度，信號的帶寬是指該信號所包含的各種不同頻率成好敏分所佔據的頻率范圍，在計算機網路中，帶寬用來表示網路的通信線路所能傳送數據的能力；

3、吞吐量，吞吐量表示在單位時間內通過某個網路的數據量，吞吐量進場用於對現實世界中的網路的一種測量，以便知道實際上到底有多少數據量能夠通過網路；

4、時延，時延指數據從網路的一端傳送到另一端所需的時間；

5、時延帶寬積，把以上兩個網路性能的兩個度量，傳播時延和帶寬相乘，就等到另外一個度量傳播時延帶寬積；

6、往返時間RTT，表示從發送方發送數據開始山橘，到發送方收到來自接收方的確認，總共經歷的時間；

7、利用率，分為信道利用率和網路利用率，信道利用率指出某信道有多少的時間是被利用的，網路利用率是全網路的信道利用率的加權平均值。

⑦ 網路吞吐量如何計算

QPS（TPS）=並發數/平均響應時間

一個系統吞吐量通常由QPS（TPS）、並發數兩個因素決定，每套系統這兩個值都有一個相對極限值，在應用場景訪問壓力下，只要某一項達到系統最高值，系統的吞吐量就上不去了。

相關知識

吞吐量的大小主要由網路設備的內外網口硬體，及程序演算法的效率決定，尤其是程序演算法，對於像防火牆系統這樣需要進行大量運算的設備來說，演算法的低效率會使通信量大打折扣。

因此，大多數防火牆雖號稱100M防火牆，由於其演算法依靠軟體實現，通信量遠遠沒有達到100M,實際只有10M-20M。純硬體防火牆，由於採用硬體進行運算，因此吞吐量可以接近線速，達到90-95M，是真正的100M防火牆。