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計算機網路數據傳播速率

發布時間: 2024-10-17 17:54:11

1. 計算機網路性能指標有哪些

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。

2. 計算機網路的性能

計算機網路的性能一般是指它的幾個重要的性能指標。但除了這些重要的性能指標外,還有一些非性能特徵(nonperformance characteristics)也對計算機網路的性能有很大的影響。本節將討論這兩個方面的問題。計算機網路的性能指標,性能指標從不同的方面來度量計算機網路的性能。下面介紹常用的七個性能指標。我們知道,計算機發送出的信號都是數字形式的。比特(bit)來源於binary digit,意思是一個「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。比特也是資訊理論中使用的信息量的單位。網路技術中的速率指的是數據的傳送速率,它也稱為數據率(data rate)或比特率(bit rate)。速率是計算機網路中最重要的一個性能指標。速率的單位是bit/s(比特每秒)(或b/s,有時也寫為bps,即bit per second)。當數據率較高時,就常常在bit/s的前面加上一個字母。例如,k(kilo)=103=千,M (Mega)=10=兆,G(Giga)=109=吉,T(Tera)=10=太,P(Peta)=10=拍,E(Exa)=1018=艾,Z(Zetta)=101-澤,Y(Yotta)=104=堯。這樣,4x10'bit/s的數據率就記為40Gbit/s。現在人們在談到網路速率時,常省略了速率單位中應有的bit/s,而使用不太正確的說法,如「40G的速率」。另外要注意的是,當提到網路的速率時,往往指的是額定速率或標稱速率,而並非網路實際上運行的速率。

3. 計算機網路中,為什麼說信號傳播速度完全不影響信道數據傳輸率

目前我只能這樣理解(其實我也覺得有點牽強):信號傳播速度由介質決定,如光纖是:2.0 * 10^8 m/s,它是個固定值,所以當作是一種環境,而不是影響變數,考慮信道數據傳輸速率時,不考慮環境變數。

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5. 計算機網路帶寬

這種說法的確在網路界很常見。
例如,當10 Mb/s乙太網升級到100 Mb/s時,這種100 Mb/s的乙太網就稱為快速乙太網,表明速率提高了。當數據機每秒能夠傳送更多的比特時就稱為高速數據機。當網路中的鏈路帶寬增加時,也常說成是鏈路的速率提高了。因此在計算機網路領域,「速率」和「帶寬」有時是代表同樣的意思。
但我們必須對網路的「速度」有正確的理解。。
我們早已在物理課程中學過,速率(或速度)的單位是「米/秒」。我們談到「高速火車」是指這種火車在單位時間內行駛的距離增大了。但「網路提速」並不是指信號在網路上傳播得更快了(更多的「米/秒」),而是說網路的傳輸速率(更多的「比特/秒」)提高了。
這里特別要注意,「傳播」(propagation或propagate)和「傳輸」(transmission或transmit)這兩個中文名詞僅一字之差,但意思卻差別很大。
傳播速率:信號比特在傳輸媒體上的傳播速率就是電磁波在單位時間內能夠在傳輸媒體上的走多少距離。這個速率大約只有電磁波在真空中的傳播速率的2/3左右。或者說,信號比特在傳輸媒體上1微秒可傳播200米左右的距離。
傳輸速率:計算機每秒鍾可以向所連接的媒體或網路注入(也就是發送)多少個比特則是傳輸速率。若計算機在單位時間內能夠發送更多的比特也就是「發送速率提高了」,但一定要弄清,這里的「速率」指的「比特/秒」而不是指「米/秒(傳播速率)」。
由此可見,當我們使用「速率」表示「比特/秒」時,就應當將其理解為主機向鏈路(或網路)發送比特的速率。這也就是比特進入鏈路(或網路)的速率。
同理,傳播時延和傳輸時延的意思也是完全不同的。由於傳輸時延很容易和傳播時延弄混,因此最好使用發送時延來代替傳輸時延這個名詞。請記住:
發送時延 = 傳輸時延 �8�2 傳播時延

6. 計算機網路中信息傳輸速率的單位是位/秒 對不對bps到底什麼意思

對的。計算機網路中信息傳輸速率的單位是位/秒 。

在網路設備和帶寬中使用的單位均為bps。bps是【bit per second】的縮寫。翻譯成中文就是比特位每秒。也就是一秒傳輸多少位的意思。

數據傳輸速率(Data Transfer Rate),是描述數據傳輸系統的重要技術指標之一。數據傳輸速率在數值上等於每秒鍾傳輸構成數據代碼的比特數。

(6)計算機網路數據傳播速率擴展閱讀:

數據源與數據宿之間通過一個或多個數據信道或鏈路、共同遵循一個通信協議而進行的數據傳輸技術的方法和設備。在情報技術中,主要用於計算機與計算機或計算機資料庫之間、計算機與終端之間、終端與終端之間的信息通信或情報檢索。

典型的數據傳輸系統由主計算機 (host) 或數據終端設備 (DTE-data terminial equipment)、數據電路終端設備及數據傳輸信道 (專線或交換網)組成。

數據的傳輸過程是DTE把人們要傳送的文字、圖像或語言信息經機電轉換、光電轉換或聲電轉換的人機介面變成設備內的電信號,再通過DCE 變成適合信道傳輸的信號送到數據傳輸信道。數據傳輸採用基帶傳輸與寬頻傳輸,並行通信與串列通信,單工、半雙工與全雙工。