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18 張圖帶你了解衡量網(wǎng)絡(luò)性能的四大指標(biāo)：帶寬、時(shí)延、抖動(dòng)、丟包

時(shí)間：2021-11-11 14:21:29
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[導(dǎo)讀]今天給大家講講衡量網(wǎng)絡(luò)性能的四大指標(biāo)：帶寬、時(shí)延、抖動(dòng)、丟包。如何客戶(hù)需要我們?nèi)ピu(píng)估一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能，我們就可以從這四方面去進(jìn)行評(píng)估。帶寬1、帶寬概念：帶寬在百度百科中定義：在單位時(shí)間內(nèi)從網(wǎng)絡(luò)中的某一點(diǎn)到另一點(diǎn)所能通過(guò)的“最高數(shù)據(jù)率”。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的帶寬是指網(wǎng)絡(luò)可通過(guò)的最高數(shù)據(jù)率，即...


今天給大家講講衡量網(wǎng)絡(luò)性能的四大指標(biāo)：帶寬、時(shí)延、抖動(dòng)、丟包。


如何客戶(hù)需要我們?nèi)ピu(píng)估一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能，我們就可以從這四方面去進(jìn)行評(píng)估。


帶寬


1、帶寬概念：


帶寬在百度百科中定義：在單位時(shí)間內(nèi)從網(wǎng)絡(luò)中的某一點(diǎn)到另一點(diǎn)所能通過(guò)的“最高數(shù)據(jù)率”。


計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的帶寬是指網(wǎng)絡(luò)可通過(guò)的最高數(shù)據(jù)率，即每秒多少比特（常用的單位是bps(bit per second)）。




簡(jiǎn)單的講：帶寬可以比喻是高速公路，表示單位時(shí)間內(nèi)的能通過(guò)的車(chē)輛數(shù)；



2、帶寬的表示：


帶寬通常用bps表示，表示每秒多少bit；



描述帶寬時(shí)常常把“比特/秒”省略。例如，帶寬是100M，實(shí)際上是100Mbps，這里的Mbps是指兆位/s。


但是我們平時(shí)下載軟件的速度的單位是Byte/s（字節(jié)/秒）。這里涉及到Byte和bit的換算，二進(jìn)制數(shù)系統(tǒng)中每個(gè)0或1就是一個(gè)位(bit)，位是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的最小單位，其中8bit就稱(chēng)為一個(gè)字節(jié)（Byte）。

因此我們?cè)谵k理寬帶的時(shí)候，100M的帶寬表示100Mbps，理論的的網(wǎng)絡(luò)下載速度只有12.5M Bps，實(shí)際可能還不足10MBps，這是因?yàn)槭苡脩?hù)計(jì)算機(jī)性能、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備質(zhì)量、資源使用情況、網(wǎng)絡(luò)高峰期、網(wǎng)站服務(wù)能力、線路衰耗，信號(hào)衰減等多因素的影響，實(shí)際網(wǎng)速是無(wú)法到達(dá)理論網(wǎng)速的。


時(shí)延


時(shí)延：簡(jiǎn)單的說(shuō)，時(shí)延就是指報(bào)文從網(wǎng)絡(luò)的一端到另一端所需要的的時(shí)間；



舉個(gè)例子：我在自己的電腦上ping 百度的地址；




從ping的結(jié)果中，可以看到時(shí)延為12ms，這個(gè)時(shí)延就是指ICMP報(bào)文從我的電腦到百度的服務(wù)器所需要得往返時(shí)延是12ms；


（Ping指一個(gè)數(shù)據(jù)包從用戶(hù)的設(shè)備發(fā)送到測(cè)速點(diǎn)，然后再立即從測(cè)速點(diǎn)返回用戶(hù)設(shè)備的來(lái)回時(shí)間。也就是俗稱(chēng)的網(wǎng)絡(luò)延時(shí)，以毫秒ms計(jì)算。）



網(wǎng)絡(luò)時(shí)延包括了處理時(shí)延、排隊(duì)時(shí)延、發(fā)送時(shí)延、傳播時(shí)延這四大部分。在實(shí)際中我們主要考慮發(fā)送時(shí)延與傳播時(shí)延。



下面我們具體看下每一個(gè)時(shí)延的含義；



1、處理時(shí)延：


交換機(jī)、路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在收到報(bào)文后要使用一定的時(shí)間進(jìn)行處理。比如解封裝分析首部，提取數(shù)據(jù)，差錯(cuò)檢驗(yàn)，路由選擇等。


一般高速路由器的處理時(shí)延通常是微秒或更低的數(shù)量級(jí)。



2、排隊(duì)時(shí)延


排隊(duì)時(shí)延簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是路由器或交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備處理數(shù)據(jù)包排隊(duì)所消耗的時(shí)間。


一個(gè)數(shù)據(jù)包的排隊(duì)時(shí)延取決于當(dāng)前隊(duì)列中是否有其它報(bào)文在傳輸。


如果該隊(duì)列是空的，并且當(dāng)前沒(méi)有其他報(bào)文在傳輸，則該報(bào)文的排隊(duì)時(shí)延為0；反之，如果流量很大，并且許多其他報(bào)文也在等待傳輸，該排隊(duì)時(shí)延將很大；




實(shí)際的排隊(duì)時(shí)延通常在毫秒到微秒級(jí)。


3、發(fā)送時(shí)延


發(fā)送時(shí)延簡(jiǎn)單講就是路由器、交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)所需要的時(shí)間，也就是路由器隊(duì)列遞交給網(wǎng)絡(luò)鏈路所需要的時(shí)間。



如果用L比特表示分組的長(zhǎng)度，用R bps表示從路由器A到路由器B的鏈路傳輸速率，發(fā)送時(shí)延則是L/R。


實(shí)際的發(fā)送時(shí)延通常在毫秒到微秒級(jí)。


4、傳播時(shí)延


傳播時(shí)延是指報(bào)文在實(shí)際的物理鏈路上傳播數(shù)據(jù)所需要的時(shí)間。


傳播時(shí)延等于兩臺(tái)路由器之間的距離除以傳播速率，即傳播時(shí)延是D/S，其中D是兩臺(tái)路由器之間的距離，S是該鏈路的傳播速率。



實(shí)際傳播時(shí)延在毫秒級(jí)。


抖動(dòng)


抖動(dòng)：網(wǎng)絡(luò)抖動(dòng)是指最大延遲與最小延遲的時(shí)間差，比如你訪問(wèn)一個(gè)網(wǎng)站的最大延遲是10ms，最小延遲為5ms，那么網(wǎng)絡(luò)抖動(dòng)就是5ms；



抖動(dòng)可以用來(lái)評(píng)價(jià)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，抖動(dòng)越小，網(wǎng)絡(luò)越穩(wěn)定；


尤其是我們?cè)诖蛴螒虻臅r(shí)候，需要網(wǎng)絡(luò)具有較高的穩(wěn)定性，否則會(huì)影響游戲體驗(yàn)。



關(guān)于網(wǎng)絡(luò)抖動(dòng)產(chǎn)生的原因：如果網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞后，排隊(duì)時(shí)延會(huì)影響端到端的延遲，可能造成從路由器A到路由器B的延遲忽大忽小，造成網(wǎng)絡(luò)的抖動(dòng)；


丟包


丟包：簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)丟包就是指一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)無(wú)法通過(guò)網(wǎng)絡(luò)到達(dá)目的地，接收端如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失，會(huì)根據(jù)隊(duì)列序號(hào)向發(fā)送端發(fā)出請(qǐng)求，進(jìn)行丟包重傳。



丟包的原因比較多，最常見(jiàn)的可能是網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞，數(shù)據(jù)流量太大，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備處理不過(guò)來(lái)自然而然就有些數(shù)據(jù)包會(huì)丟了。


丟包率是指測(cè)試中所丟失數(shù)據(jù)包數(shù)量占所發(fā)送數(shù)據(jù)包的比率。比如發(fā)送100個(gè)數(shù)據(jù)包，丟失一個(gè)數(shù)據(jù)包，那么丟包率就是1%。


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