核心指标：速率、带宽、吞吐量、时延、时延带宽积、往返时延、信道利用率
一、性能指标1：速率
1.1 速率的定义
定义：连接到网络上的节点在信道上传输数据的速率，又称数据率/比特率/数据传输速率
1.2 计算机网络中常用的数量前缀
- 换算原则：
- 统一b/B：确认使用比特还是字节单位
- 统一数量级：处理k/M/G/T前缀的换算
- 典型错误：
- 混淆1.8MB/s与1.8Mbps（实际相差8倍）
- 将计网的M=106误用为计组的M=220
- 信道概念补充：
- 信道是单向信息传输通道
- 单条物理线路包含两条逻辑信道（发送/接收）
- 实例：网线同时支持1.8MB/s发送和93.3MB/s接收
二、性能指标2：带宽
2.1 带宽的定义
结论：节点间通信实际能达到的最高速率，由带宽、节点性能共同限制。
- 家庭网络检查: 若家中开通千兆宽带但网速不达标，需检查网线（如是否为五类网线，其带宽仅100Mbps）和路由器性能（如WAN口最高速率）。
- 网线选择: 网线类型需与家庭带宽匹配，六类网线足以支持千兆宽带，无需购买更昂贵的八类网线。
- 路由器性能: 老旧路由器可能成为网络瓶颈，需检查其WAN口最高速率是否满足家庭宽带需求。
2.2 带宽（另一种含义）
- 通信原理中的带宽：表示某信道允许通过的信号频带范围，单位为Hz。
- 电磁波性质:：电磁波具有波长和频率两个基本性质，频率单位为Hz，表示一秒钟震动次数。
- 人眼与奥特曼眼睛的类比：人眼作为视觉信道，其带宽为350THz（400-750THz），仅能看到可见光；奥特曼眼睛带宽更大，能看到红外线和紫外线，传输数据能力更强。
- 信道带宽与数据传输能力：信道带宽越大，允许通过的信号频带范围越广，数据传输能力越强。例如，光纤带宽远大于电话线，因此光纤通信数据率更高。
三、性能指标3：吞吐量
- 定义: 吞吐量指单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的实际数据量。
- 影响因素: 吞吐量受带宽限制和复杂网络负载情况影响。
- 实例分析: 台式机与路由器通过网线相连，发送信道吞吐量1.8MB/s，接收信道吞吐量93.3MB/s，网线总吞吐量95.1MB/s。
- 网络负载判断: 吞吐量反映网络或节点的综合负载，对网络工程师判断网络状态有用。
四、性能指标4：时延
4.1 总时延 = 发送时延（传输时延）+传播时延+处理时延+排队时延
定义：数据从网络一端传送到另一端所需的时间，也称为延迟或迟延。
- 易错提醒
- 传播时延是固定值，与分组大小无关
- 发送时延与分组大小成正比，与发送速率成反比
- 路由器必须接收完整分组才能开始处理（存储转发特性）
4.2 时延类比
- 总时延公式：总时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延
- 考试处理原则：
- 通常只需计算发送时延和传播时延
- 处理时延和排队时延因影响因素复杂（路由器性能、网络负载等），题目无特别说明时可忽略
- 多段传输特点：
- 每经过一条信道产生一次发送时延和传播时延
- 每经过一个中间节点产生处理时延和排队时延
五、性能指标5：时延带宽积
- 定义公式：时延带宽积 = 传播时延 × 带宽，单位为比特（bit）
- 物理意义：表示链路中已发送但未到达接收端的最大比特数
- 类比理解：将链路比作水管，带宽对应水管横截面积，传播时延对应水管长度
- 应用场景：主要用于设计最短帧长（后续章节学习）
六、性能指标6：往返时延
6.1 往返时延RTT的定义
- 核心概念: 表示从发送方发送完数据开始，到发送方收到接收方确认总共经历的时间。
- 典型场景: 类似日常通信中的”已读回执”机制，确保数据传输可靠性。
- 组成要素: 包含数据传播时间、接收方处理时间、确认消息发送时间和确认传播时间。
6.2 往返时延RTT在现实中的应用：游戏延迟
1、实际表现: 游戏界面显示的延迟数值本质就是设备与服务器间的RTT。
2、影响机制:
- 操作指令需要传输到服务器
- 服务器处理并返回响应
- 设备接收响应后更新画面
- 用户体验: RTT越大，操作响应越卡顿，画面更新延迟越明显。
七、性能指标7：信道利用率
- 优化原则:
- 不能过低：会造成带宽资源浪费（类似空置高速公路）
- 不能过高：易导致网络拥塞（类似节假日高速堵车）
八、计算机网络性能指标例题
8.1 例题1：速率、带宽计算
8.2 例题2：时延
8.3 例题3：时延
8.4 例题4：2023年408真题
8.5 例题5：信道利用率
九、知识回顾
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