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網絡邊連通性的最優化

生活 更新时间:2024-09-17 18:28:25

網絡性能四大指标:帶寬、時延、抖動、丢包。

網絡邊連通性的最優化(張動圖讓網絡性能的四大指标)1

(目錄)

一、帶寬

1、帶寬概念:

帶寬,在網絡世界裡,是多指數字信号,在規定的時間内,從一端傳輸到另一端的數據量,即數據傳輸率。

我們都知道數字信息流的基本單位是bit(比特),時間按秒來算,即bps,每秒傳輸多少比特,所以帶寬的單位可用bps來表示,bps(bit per second)

從上面動态圖,我們可以直觀地知道,1bps的帶寬和3bps的帶寬的區别,有點類似我們日常生活中的道路一樣,3車道的道路和6車道的道路,每秒的交通流量是不一樣的。

多車道的“帶寬”

2、帶寬的表示:

帶寬好比公路的寬度,網速好比車流的速度。

帶寬基本單位“比特”,簡寫為小寫字母“b”,更大的單位是:Kb、Mb、Gb等;網速基本單位“字節”,簡寫為大寫字母“B”,更大的單位有:KB、MB、GB等。

1字節=8比特

帶寬和網速的進率都是1024:

網絡邊連通性的最優化(張動圖讓網絡性能的四大指标)2

帶寬換算成網速除以8便可;網速換算成帶寬乘以8便可。例如20Mb帶寬的最高網速為20÷8=2.5MB;最高網速為12.5MB的網絡帶寬為100Mb;1Gb帶寬的最高網速是1÷8=0.125GB,換算成MB是1024×0.125=128MB。

我們以1M的帶寬為例,

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我們都知道 8 bit為 1 Byte,所以Kb 轉化為KB時,就需要除以8,1024Kb/s就等于128KB/s。不過,理論上市128KB/s的帶寬,實際上可能不足,因為還會受到用戶計算機性能、網絡設備質量、資源使用情況、網絡高峰期、網站服務能力、線路衰耗,信号衰減等多因素的影響。

二、時延

時延:其實就是時間的意思,指報文從A傳輸到B所需的時間。好比如,快遞從深圳發出寄到北京需要1天,那麼時延就等于1天。

如下圖,A的報文到達B,需要6毫秒才能完成,即,時延=6ms。

舉個栗子:

我用自己的電腦去ping 一下百度服務器, 從結果,我們可以知道平均時延為11ms

不過,這裡的11 ms 是指往返所學的時間,即ICMP請求報文從我的電腦出去,到達百度服務器,然後百度服務器返回的ICMP響應報文到達我電腦總共的時延。

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給個動态圖,看一下,你就恍然大悟了!

上述,我們隻是介紹了時延的概念,其實時延還可以細分4大類,發送時延,傳播時延,處理時延,排隊時延。

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下面我們具體看下每一個時延的含義;

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1、發送時延:

如上述動态,電腦、網絡設備把數據包隊列發到鍊路上所學的時間,就是發送時延。

假設報文的長度為L,路由器A把該報文傳輸到鍊路上的速率為V,則發送時延為L/V,發送時延通常在毫秒到微秒級。

2、處理時延:

是指網絡設備,如交換機、路由器,收到報文後進行解析所需要的時間,比如解封裝分析首部,查找路由表、路由策略等,處理時延通常是微秒或更低的數量級。

3、排隊時延

排隊時延,即當網絡設備(路由器、交換機等)收到多個報文時,來不及處理,會先放到緩存隊列,所有數據包進行排隊,等待處理,這個等待的時間即為 排隊時延。 排隊時延的長度取決于隊列中是否有其他數據包,

好比如紅綠燈路口,雖然當前是綠燈,但是前面如果有很多車輛,這時就無法立即通過路口,需要排隊,緩慢通過路口。如果沒有車輛,又是綠燈,則無需排隊,直接通過,此時排隊時延 視為0;

網絡時間的排隊時延也是一樣的,如果隊列沒有其他報文,此時排隊時延就為0;如果報文很多,流量太大了,網絡設備來不及處理,就需要進行排隊等候處理,所以排隊時延就會很大。

4、傳播時延

傳播時延,指報文在實際(有線、無線)鍊路上傳播數據所需要的時間

假設路由器A到路由器B的傳播時延為t,A到B之間的鍊路長度為L,數據包在鍊路上的傳播速率為v,則t=L/v。通常傳播時延都是在毫秒級的,如果是秒級以上,那傳播時延太大了,人類會無法忍受這種速率,太卡了。

三、抖動

平常,我們坐車的時候,一定遇到過 颠簸的路段,坐在車裡能夠很明顯地感受到這種抖動。

網絡也是有抖動的,所謂抖動,就是偏離了預期的時延,即不穩定的時延,網絡抖動主要是指最大延遲與最小延遲的時間差。

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例如,你刷抖音,觀看一個視頻最大延遲是12ms,最小延遲是4ms,那麼該網絡抖動就是8ms。

你想想看,當年在觀看視頻,一會兒卡頓,一會兒流暢,此時的你,是不是各種“問候”運營商!!!簡直無法忍受!!!

所以說,要評價網絡穩定性,離不開抖動這個指标,越小的抖動,網絡越穩定。

網絡抖動是無法完全消除的,受環境變化影響。如幹擾、網絡擁塞情況等,都可造成網絡抖動。

四、丢包

丢包,我聯想到就是快遞,比如龍哥通過某快遞公司,寄了五本書給粉絲,從深圳寄到河北,結果粉絲隻收到3本,那其餘2本被快遞小哥弄丢了。 學網絡,就是這麼有趣,簡單易學,入門沒有門檻。所以,網絡丢包,也是一樣的,就是指數據包從一端被傳輸到另一端過程中,部分數據未能到達目的地。不過,接收端如果發現數據丢失,可以根據序列号向源端發出“重傳請求”。

接下來,龍哥,給大家演示一下,因為網絡丢包,惹的禍:

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造成丢包的原因有很多,比如 設備網卡處理不了過多的數據,網絡擁塞、就會發生丢包。

所謂的丢包率,就是丢失數據包總的數量 占 總發出的數據包數量的 比率。

例如,我發了6個包 給百度服務器,4個包被接收了,2個包丢失了,那麼丢失率就等于 2/6 = 33%

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