比如说在计算循环冗余码的时候我们第一遍做如果理解了是可以记住的,但是可能你过了一段时间又会遗忘,所以呢这个都需要我们在考前的时候再着重地翻看一下。
这些路由器联合在一起就构成了一个更大型的网络。这一朵云彩它就代表的是一个大型的网络。IP地址和MAC地址都是唯一标识一台主机或者说是这样一个端口的,它就相当于我们每一个人的身份证号一样,是唯一标识的。通过讲解一个QQ发送消息的例子,了解一下这个信息或者说这样一个数据是如何从我的这台主机传送到你的那台主机去的。IP地址为IP1的主机要给这个IP3的主机通信,要给它发qq消息。假如说我们要发的是你好，那首先qq会先把你好这两个字转化成所对应的ASCII码,生成一个报文,加上所对应的报头。那接下来我们为了这个过程更简化一点,我们直接到了网络层,网络层对它进行了一个主要处理,就是增加了两个IP地址,一个是IP1和IP3,也就是加上了源IP地址以及目的IP地址。接下来往下传递,到了链路层。那这以上的这些过程都是在这个主机IP1内部进行的,到了链路层之后呢添加的就是物理地址。源物理地址MAC1以及目的物理地址是MAC4。那这里面要注意了,它这个目的物理地址并不是最后的这台主机它的物理地址,而是它的下一跳也就是它下一步要去哪里。要传给这个路由器,所以添上的就是MAC4。那接下来上面的这个东西我们叫做帧,就会转换成比特流。也就是在物理层形成0101这样一个数字比特流的形式放到链路上面进行传输。那接下来传给的就是交换机,交换机呢就会检查这样一个报文,发现它的下一跳要给MAC4也就是给这个路由器,而不是给MAC2这个主机,所以它就确定了这样一个方向。那这个报文给了路由器MAC4之后,进行什么样的操作呢?路由器要对它解封装,所谓解封装的过程其实就是把刚才我们说的一步一步加地址的过程逆过来,一步一步去掉地址,首先它会去掉物理地址,然后再去掉这个IP地址。那在去掉IP地址的过程当中,路由器它就会知道它下一跳也就是下一步应该往哪个方向传,是往这个路由器传呢还是往这个路由器传。它确定好之后呢,路由器还会对这个小的报文进行封装的过程,也就是再加上IP地址和加上物理地址。那这里面要注意,我们的IP地址是不变的,源IP地址就是IP1,目的IP地址就是IP3。物理地址发生了变化,因为现在这个报文呢要反映的是上一步我是从哪儿开始的,以及我下一跳要到哪里。所以这个物理地址,源物理地址就变成了MAC5,那下一跳,目的物理地址就是这个MAC6。好,那接下来我们这个报文传给了这个路由器MAC6和MAC7,那这个路由器呢它还会进行刚才同样的操作。源IP地址和目的IP地址是不变的,但是这个物理地址发生了变化,源物理地址变成了MAC7,目的物理地址变成了MAC3,也就是下一跳要传给的这个主机的物理地址。那当这个主机收到报文之后呢,我们对它如何处理呢？首先第一步,就是解封装的过程。第一步它会去掉的就是这两个物理地址MAC7和MAC3,
接下来在网络层再去掉这两个IP地址IP1和IP3就还原出了这样一个小的报文。
接下来这个主机IP3它就会通过这个报头的信息发现这是一个qq软件发来的消息,所以它就会把这样一个报文交给qq来处理,然后qq把这个ASCII码还原成你好的汉字,最后显示在这台主机上,也就是我实现了一个通信的过程。
只需要对这样一个数据通信的过程有一个大概了解、大概的印象就可以了。
计算机系统包括手机、电脑,把它们通过通信设备,通信设备就是路由器以及我们刚才所讲到的交换机等等这些网络设备与线路连接起来。线路就是计算机系统和通信设备之间或者通信设备和通信设备之间所连接的这样一个介质,它可以是有线的或者是无线的。然后呢在此基础上在这个系统当中添加软件,我们所得到的这样一个大的系统就叫做计算机网络。它可以实现资源共享和信息传递的功能。计算机网络是包括计算机系统、通信设备以及线路的。但是有的同学可能就会遗忘掉这个软件。
你需要在这些系统上面安装一定的软件你才可以实现资源共享以及信息传递的功能。互连指的是互联互通,也就是这些计算机系统以及通信设备之间它是会联通的。通过的就是通信链路进行联通。这个通信链路包括有线的和无线的链路。这个自治指的就是计算机系统之间是没有主从关系的,它们都是平等地来传递信息、交换信息,进行资源共享的。
硬件顾名思义就是这些主机的系统,以及链路以及这些网络设备,包括路由器、交换机、集线器等等。那软件就是附在这个计算机系统上的,也就是主机上的软件。协议就是一系列规则和约定的集合。它规定了数据在网络上传输应该遵循什么样的一个规范,就像交通规则一样。
边缘部分指的就是这些计算机,也就是这些端系统,电脑、手机都可以。边缘部分是用户可以直接使用的。那这些边缘部分的主机之间呢就可以进行数据的通信以及资源的共享了。那通信的方式主要有两种,一种是点对点的P2P方式,一种是C/S(客户/服务器)方式。最重要的就是这个核心部分,核心部分是为边缘部分服务的。核心部分主要包括路由器以及大量的网络。
七层的网络体系结构模型,自下而上分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。我们把这些层次分成资源子网和通信子网。物理层、数据链路层以及网络层就是通信子网。它是由各种传输介质、通信设备以及相应的网络协议所组成。它们三层所对应的一些设备分别是路由器、交换机、网桥、集线器、中继器等等。传输层、会话层、表示层是资源子网的范畴。它是实现资源共享功能的设备和软件的集合。
这个对于口红包装的过程其实就相当于是我们对于这个数据处理的过程,也就是资源子网它的这样一个功能。那这个包装好了之后呢我们就可以给快递公司让快递公司选择空运、陆运、海运等方式进行传输。那这个传输的过程呢其实就是通信子网的这样一个功能。
传输层在中间就起了一个承上启下的一个作用,把资源子网和通信子网连接在一起。
广播式网络,就是说一台主机如果在这个网络当中发送信息的话,整个网络上的所有主机都能收到这条消息。在点对点的网络当中,两台主机进行通信,也就是它们俩说话别人是听不到的,就好像在说悄悄话一样。那它们两个怎么才能说悄悄话呢？就需要使用到这个分组存储转发和路由选择机制。从发送数据的主机开始,传给接下来的路由器,那这个路由器根据这个主机发来的数据报的相关信息,也就是我们之前讲的那个例子,看一下这个报文的IP地址字段,从而决定它的下一跳应该传给哪个路由器,也就是转发给哪一个路由器,选择哪个路由器,然后再进行一系列的路由选择,最后将这个发送的数据成功地送达至接收的主机上面去。
边缘部分它就是由一系列的主机或者说端系统所构成的,核心部分就是由路由器和大量的网络所构成的。广播式的网络和点对点式的网络的主要区别就是在于是否使用了分组的存储转发以及路由选择机制。
IETF和IAB这样两个组织它们都是负责因特网相关标准的制定。也就是说你的这个RFC文档,最后能不能成为一个因特网标准,就看IETF和IAB这两个组织能不能同意了。如果同意了,你就可以成为一个因特网的标准。而且就可以有这样一个形式,RFC,然后后面是数字编号,比如说什么2016、3017,就是有这样的编号。当然,如果你这个RFC文档继续更新了,迭代更新之后你的这个编号继续往上增加,就会再往上变成一个更大的数字。其中最重要的就是这个国际标准化组织ISO。
IETF 互联网工程任务组 Internet Engineering Task Force
IAB 互联网架构委员会 Internet Architecture Board
其中法定标准以OSI(开放系统互联,Open System Interconnect)为例,事实标准以TCP/IP为例。RFC(Request For Comments)这个因特网标准的形式,以及它发展成因特网标准的四个阶段。其中最重要的是ISO,它制定的是有关于OSI参考模型,还有HDLC等协议。
学习计算机网络的几种性能指标：速率、带宽和吞吐量。速率指的就是快慢。在计算机当中,计算机发送出的信号它都是以数字形式发送的,那比特就是计算机当中数据量的一个单位。在数据传输的过程当中也是一个比特一个比特地进入信道。这样大家应该就能理解,我们数据传输的一个单位就是这样一个比特。
1titaniumB。也就是说在通信领域,形容速度上的时候,也就是说有每秒的时候,我们用的这个换算的单位的倍数就是10的3次方。而在形容大小、形容存储容量的时候,我们所换算这个单位遇到K、M、G和T(Titanium)的时候,我们用的这个换算单位的倍数就应该是2的10次方。
在过去的很长一段时间内,我们这个通信的主干线路传送的都是模拟信号,而不是像现在0101这样的数字信号。所以说表示通信线路允许通过信号的频带范围就叫做线路的带宽。在计算机网络中,尤其是在计算机考研的范围当中,带宽指的是网络的通信线路传送数据的能力。这个速率之间它们的换算是10的3次方。这里面的带宽其实还可以这样理解,它是网络设备所能支持的最高速度。这个交换机这样一个口它是100M的口,这样一个交换机极限的传输速率就是100Mbit/s。交换机再连一个百兆的网卡,那我们两个就可以实现一起的通信,那这个通信的过程当中,我这一秒内我最多这个交换机能往信道上面或者说链路上面传输的比特数就是100M比特。这个就是网络设备所支持最高速度的意思,也就是说的是这样一个设备它的物理极限,传输值。链路也可以叫做信道,链路它通常的介质可以是双绞线同轴电缆等等。这个我们在第二章物理层会学到。1s(秒,second)可以向链路内发送10^6bit(比特,10^6bit=1MB=10^3KB)的数据,1μs(微秒,microsecond)=10^(-6)s可以向链路内发送1bit(比特)的数据。在这样一条链路上电磁波的传播速率是2*10^8km/s,我们知道这个光波的传播速度是2*10^8km/s。但是这个链路并不是真空,这个链路它是一种介质,它是一种固态的介质,所以在经过固态上我们这个速率会有所损耗,也就是2*10^8km/s。这个电磁波就是以信号的一个展示的形式,也就是说信号是以电磁波为载体,在链路上面进行传输。
我们这一边的设备可以是交换机也可以是主机,它往这个链路上刚好就可以发送1bit的数据,所以过了1μs之后就有1个比特出现在链路上。
再经过1μs,也就是t=2μs的时候。t=2μs的时候,第1个bit(比特)在1μs内往前移动了200m,那第二个比特从这个主机上面传送到或者说注入到链路上来了。这就是第2μs发生的两个动作。
第3个μs。在第三个μs的时候呢,第一个比特它又往前移动了200m,也就是移到了这个过了400m这条线了。第二个比特像刚才第1比特之前做的一样,向前推进了200m,到了这个第二段。第三个比特出现了,从主机当中注入到这个链路当中来,花了1μs。所以在这1μs当中它们干了三件事情,三个比特分别都会有自己的动作。这个就是在3μs之内在1MB/s的链路上面所发生的这样一个过程。可以看到3μs内,在这样1MB/s的链路上,我们往链路当中注入了三个比特。
如果说链路带宽现在变成了2Mbit/s(比特每秒),那么对应的主机,或者说我们这边的设备、交换机等等都可以,它在1μs内可以向链路注入或者说发送2bit(比特)数据。我们这个链路的带宽,这个带宽指的就是只是在这个入口的位置,链路入口的位置发送数据的速率,而不是指的是在链路上传播的速率,因为在链路上我们都是以电磁波的形式来传播的。这个是我们不是那么重点考查的点,重点考查的就是这个链路的带宽是指在这个发送端最高能发送的数据率,也就是说理想当中的极限的传输数据率。
只不过它发送的数据,1秒内发送的数据变多了,它带宽变大了,就是这么一个区别。
接下来我们再看第3μs,在第3μs的时候呢,这个就是带宽不同所导致的一个区别。也就看到,如果带宽变大的话,只能说它一秒内或者说是一微秒内,单位时间内往链路当中注入的数据或者说数据量,比特数变多了,而不会影响这个比特在这样一个链路上面传播的速度,只能说它发送的变快了。只是说它生蛋的速度变快了,但是这个蛋里面的小鸡破壳而出的这个速度是不变的。
那吞吐量这个词不仅在我们这个计算机网络当中会学到,而且在操作系统的PV原语那个地方作为例题的时候也会碰到,同时啊这个词在我们生活当中也很常用。
这个景点门口就有非常多的人进进出出,那这么多的人在比如说十分钟之内进出了多少人,就可以说是这样一个入口或者是景区门口的吞吐量。
链路,双绞线、同轴电缆、光纤等等。我自己的计算机和这台交换机的两个口它们都是百兆口。百兆口就是说我们这台计算机,往外发送速率,往外的发送速率,最快是100Mbit/s(比特每秒)。那这个交换机同样,往外发送的速率也是最高100Mbit/s。那这两个口刚好就对上了。那这两个口如果都是100Mbit/s,我们说这条链路的带宽就是100Mbit/s。那当然,我们这个刚才说的带宽指的是发送的速率,也是传输速率。但是接收的速率这个受的影响还是比较多的,而且接收速率主要是看你这个缓存的大小,这个是来限制你这个接收的速度有多快的。我们这个主机就要开始访问比如说两个网页,那从这个服务器1,第1个服务器这儿访问网页的速率是20Mbit/s。也就是说这个服务器,最多一秒当中可以给你传20Mbit。那第二个服务器最多一秒当中可以给你传10Mbit。那这个速率呢其实是受这个服务器它们自身的这个发送速率的限制的,它们可能就只能发送这么多,所以它们就给你发了这个20Mbit/s以及10Mbit/s这样的数据。所以根据这个我们可以看到,带宽其实算是一种理想的状态,这个是不可能达到的。实际的传输速率都是要比带宽小的。那根据这个我们就可以算一下,我这台电脑的网卡,或者说是在这样一条链路上面,吞吐量是多少呢？自然就是把这两个相加。一秒当中这样一条链路上面我可以传收到这个20Mbit,这样一条链路可以收到10Mbit。因此我这一秒当中通过这样一个网卡或者说通过这样一条线路的某一块、某一个关口,一秒当中就可以接收到30Mbit。这个就是吞吐量,然后链路带宽就是它的这个标准的最高的数据率。这个速率指的通常都是实际上传输的这个数据率。吞吐量就是把所有的链路都加和,就是我们这个吞吐量了。比如说我这个人胃口非常大,我一秒当中可以吃一百碗方便面。那这一百碗是当然不分厂家的,就是一百碗方便面而已。那比如说第一个厂家，它给我,白相方便面,它给了我二十桶。那这个是康师傅厂家,它给了我十桶方便面,那我现在这一秒我可以吃下三十桶。
吞吐量、带宽和速率这三个和速度有关的量。
有关速度的三个指标——速率、带宽、吞吐量讲到这儿。下节课我们将研究有关于时间的还有一个利用率,时延、时延带宽积、往返时间RTT,将研究这四个指标。
性能指标的另外四种,时延、时延带宽积、往返时间RTT以及利用率。
时延是非常重要的一个描述时间的性能指标。总时延=发送时延(传输时延)+传播时延+排队时延+处理时延。那A、B两个主机之间通过链路这个,这个链路可以是光纤或者是同轴电缆进行连接,然后再安上这样一个路由器。首先它要经过的就是这个发送时延。
它把所有的这个数据,从它自己身上推到信道上,直到最后一个也到了信道上为止。这样一段时间就叫做发送时延。那可以看到这个发送时延它是受两个因素的影响的,一个就是我们有多长的数据,另一个就是我发送的快慢。所以发送时延的公式就等于数据长度除以信道带宽,这个信道带宽就是我们的发送速率。上节课我们讲的带宽指的是这个最高传输的数据的速率,也就是说我们这个主机可以发送的最高数据率。但是我们在实际生活当中,这个传输速率或者说发送速率是达不到信道的带宽的,它只能说是一个理想的值,可是在做题的时候它基本给的都是带宽,所以我们做题的时候还是要用带宽来当做发送速率,来求它的发送时延。
假如说这个口,它的带宽是10bit/s,也就是说A主机一秒可以把10个比特完全推到这个信道上里面来,完全传输到信道上面来。发送时延就是用10位,10bit/10bit/s=1s。发送时延,即A把这些数据推送到信道上面的时间,就是1s。
第二个传播时延。结合这10个bit,我们看它传播时延这段时间发生了什么。这10个比特从这个起始的位置,然后一直推到了碰到路由器为止,也就是说刚好在这边等候为止,这样一段时间就叫做传播时延。传播时延是电磁波在信道上传播一定距离所花费的时间,所以它取决于电磁波的传播速度以及链路的长度。链路长度就是这样一段介质,链路信道可以是光纤、同轴电缆等等,它们的长度。电磁波的传播速度这个通常都是比较固定的数字,都是2或者2.几*10^8m/s。电磁波它在真空当中传播的速度和光速基本是一样的,就是3*10^8m/s。但是我们在这个固定介质上面进行传输会有一定的损耗,导致我们的速度要比3*10^8m/s小,那基本上最后这个实际应用当中,都是2*10^8m/s。所以传播时延的计算公式就是用信道长度/电磁波在信道上的传播速率。为什么是电磁波在信道上传输？不应该是比特流或者说是信号在传输吗？信号会经过一定的调制手法,把这个信道以这个电磁波为载体进行传输。电磁波就像是一个工人,然后这个电磁波它就可以背着这些比特流往前跑,所以这个比特流在信道上面传输的速率、展示或者说显示的效果就是我这个电磁波在上面传播的速率。那假设我们这个电磁波在这条信道上面的传播速率是10m/s,我们先不考虑这个路由器,就只看A和B之间进行了一个数据通信,那假如说A和B之间的距离是100m,那它们之间这个电磁波在信道上的传播速率是10m/s,计算这些数据已经在A这个开始、起点位置,一直发送到B全部接收完毕。这样一段时间就应该用100m/10m/s=10s。通过10s,这些比特流,这10位的数据,才可以从A的这样一端一直发送到B这儿,最后一个数据也到B这儿,这样一段时间才是传播时延。传播时延和发送时延的主要区别就是发送时延它发生的是在这个主机内部的,一般就是发生在这个网络适配器当中,发生在机器内部的发送器里面。而传播时延是发生在机器外的,发生在这个信道上面的。
排队时延它是等待输出或者是输入链路可用所需要的等待时间,就叫做排队时延。10个比特已经到路由器的这一边了,但是路由器它现在挺忙的,所以就要让它们几个先等待。它们等待其实是在这个缓存,路由器的每一个口正好都有一个缓存空间、存储空间,它们会在这里面先待一会儿,待的时间其实就可以叫做排队时间、排队时延。那如果等到比如说第一号,等到它了,它就可以开始进行一些转发的工作了。这个转发其实也需要一定的时间的,因为这个路由器它需要看你这个东西它是要发到哪儿啊,然后并检查一下我们这样一个序列有没有出错。
所以在这个检错和找出口这儿也需要一段的时间,就需要我们这个处理时延。因此这个路由器这儿主要发生的就是这个排队时延,以及处理时延。举一个机场安检的例子来更好地理解排队时延和处理时延。尤其是在高峰时期,机场安检更是需要排队。这里面路由器就类比于我们安检的那个小台子,0101就是我们这个人群一个一个排着队往前走。所以在这个排队等待的时间就叫做排队时延,类比于我们这里面的排队时延。处理时延这样一段时间内,路由器会对于我们这个数据进行一定的检错。检了错之后还要根据你的数据上面的一些信息,来寻找我应该从哪个口把你这些数据传出去,从上面、下面还是从右面传出去,这个也需要一定的时间,这都是处理时延这段时间内需要干的事。那处理时延结束之后你不能马上走,所以说那样一段时间也是需要等待和排队的。因此类比于我们计算机网络当中,你输出的时候也需要等待这个链路可用,你也要排队,所以这个在输出的时候也有一定的排队时延。这就是排队时延和处理时延的一个过程。
我们现在这个是一秒可以传输10bit到链路上,如果把它换成一秒可以传输100bit,因此我们这个发送速率或者说信道带宽自然就提高了。那么在数据长度不变的条件下,我的发送时延肯定会变小,这个就是我们对于高速链路的应该正确的一个理解。高速链路指的是发送速率提高,而不会影响到电磁波的传播速率,因为这个传播速率只受两点影响,一个是我是用什么传的,电磁波传的嘛,基本都不变。那另一个就是我们用的是什么介质,那如果对于这种固态的介质,尤其是光纤、同轴电缆等等,基本都是2*10^8m/s。我们的高速只是提高了发送速率,提高了带宽,减少了发送时延,但是传播时延以及传播速率都是不变的。
我们将来学习一下第二个时延带宽积。那这个时延带宽积是一个非常有用的度量,它指的是时延和带宽的乘积。注意这里面的时延指的是传播时延,带宽是发送端在发送数据时可以达到的最高数据率,强调的是发送速率,单位是bit/s。传播时延是指电磁波在信道上传播一定距离所花费的时间,单位是s。那因此时延带宽积的单位就是s*bit/s=bit,就是比特。所以说时延带宽积它是一个描述数据量或者说是信息量的一个性能属性。
A和B两台主机它们进行通信,那中间肯定有这样一条链路或者说是信道,它可以是光纤、电缆、同轴电缆、双绞线等等都可以。
这条链路的长我们定义为传播时延,它的这个横截面我们把它当作带宽。
现在我们就结合这个图来理解一下时延带宽积是什么。首先我们知道带宽指的是发送速率,就是在A这端一直发送速率一直发送速率,传播时延就可以这样理解,这儿有一个比特,它已经到信道上面,不过是在这个A的边上,在这个信道的左边,经过一个传播时延它一定就刚好传输到这个B的位置,所以这是一个传播时延对一个比特做的事儿。也就是一个比特经过一个传播时延刚好就走过了这样一条信道,那这是第一个比特。那我们再看其他的比特呢。第一个比特在这个路上往前走的时候,其他比特照样从A当中往信道上面跳,往信道上面蹦,一直蹦一直蹦,
蹦到第一个比特碰到B为止,也就是说第一个比特刚到B为止。停,好,发送停止,那我们就看这个时延带宽积,就是现在管道里面所有的比特。
时延带宽积它其实又称为以比特为单位的链路长度,那在这个图里面也就是说这一段链路现在有多少比特,说的就是时延带宽积了。所以说时延带宽积它是一个描述数据量也可以说是这样一个链路当中这样一个管道当中,此时此刻的数据容量,这样一个性能指标。
接下来我们来看下一个往返时延RTT。比如说我们在打游戏的时候,这个游戏界面上面就会有这个RTT,大概是等于多少毫秒。那如果数字比较大呢,肯定打起来就非常卡。那如果数字比较小,打起来就很流畅,也很爽。这里面接收方是收到数据后马上就会发送确认的。从发送方发送数据开始,指的是发送方的第一个比特位,刚放到信道上开始,这个时候才是我们起始的时间。结束时间是到发送方接收到接收方的确认,也就是收到我的第一个比特的确认为止。这样一段时间才叫做往返时延RTT。为什么往返时延RTT是不定的呢,因为我们这个网络本身就不稳定,那如果你连国外的网,肯定这个时间会更长一点。
如果RTT越大,我们就会等很久,才能等到这样一个确认。那在等确认之前,我们能干什么呢？就只能一直发送。所以我等的越久,我能发送的自然就越多。传播时延指的就是电磁波在这个信道上面传输一段距离所花的时间就是传播时延,也就是在信道上的时间。那往返的传播时延自然就是两次2*传播时延,来回的这样一个传播时延。然后另一部分就是末端处理时间,那这个末端处理时间通常指的就是我们在这个接收方可能会对这个数据进行一个处理,然后再发出一个确认帧,这样就叫做末端的处理时间,所以RTT主要包括的就是这两方面。当然这个末端处理时间题目当中要么就给,要么就跟你说忽略不计。主要我们要记住的是,RTT主要包括的就是两倍的传播时延。那根据这个我们可以看出,RTT它是不包括传输时延的,也就是说它不包括把这个所有的数据从主机放到信道上这样一段的时间。它只是管传播时延,只是管信道上的时间的。
利用率,顾名思义就是利用的效率,在计算机网络当中,利用率分成两种,一种是信道利用率,另一种就是网络利用率。
那在计算机网络当中也是一样的,如果主机A和主机B进行通信的话,它们之间的这条链路,就可以看这个链路的利用率是高还是低,主要就看我们这个链路有多长时间上面是有数据的。也就是说如果我们这个链路一直上面都有数据进行传输,那我们这个链路就用的很好,利用率很高。如果一直没有数据传输,利用率就非常的低,接近为零。所以信道利用率的计算就是用有数去通过的时间,除以总的时间。那网络利用率呢就是把所有信道利用率加权再除以一个平均值。那有关于信道利用率这个是我们考察的重点。时延D和利用率U有一个类似于像凹函数一样的关系,而且随着这个利用率U趋近于1的时候,这个时延是无限的,急剧增大的。可以看到它这个地方非常的陡。所以在这个网络当中也是一样的道理,如果你这个利用率几乎达到100%了,信道上面全都是数据,一直在跑一直在跑。也就会导致你的时延非常的大,也就会最后导致你的这个速率其实又被降低了。那因此这个我们就可以发现,为什么我们家里虽然是10M网,但是我们实际上加速球上面或者是电脑右上角上面显示的一些上传下载速度可能只有十几k呢？首先有一个原因就是因为那个十几k/s,k后面省略了B,这里面的B其实应该是字节,kB,所以要用再乘以一个8,也就是接近于80多。另一个原因就是因为带宽其实是我们理想当中能达到的最高数据率,在实际生活当中是绝对不可能达到的,所以一定会比带宽要小。
首先这个性能指标我给它大致分了三类,第一类就是跟速度有关的,速率、带宽以及吞吐量。那它们三个的区别在之前有讲过一个方便面的例子,这个速率其实都比较偏向说是一个实际上的速率,实际上我们这个可以传输的速率。但是带宽主要指的是这个理想条件下能够达到的最高的发送速率,吞吐量指的就是所有的信道加一块,我这个一秒内可以接收到多少比特。与时间相关的几个性能指标——时延、时延带宽积以及往返时间RTT。那这个时延要记住,它有四种时延,其中常考的就是传播时延和传输时延。它们的主要区别就是在于,这个传输时延,是在主机内部发生的,是把这个主机当中的数据放到信道上的过程,这段时间叫传输时延,而传播时延是指我们的信号以电磁波为载体在信道上面进行传输,也就是说在这个链路上跑的过程才叫传播时延。时延带宽积它是时延乘以带宽,其中的时延指的是传播时延。利用率我们主要记的就是信道利用率,它就是看我们信道有多长时间是不是有效利用的。那当然随着利用率增大,如果利用率接近100%了,我们的时延也会急剧增加,导致我们这个网络出现一定的拥塞的情况。
