如何去評估一個網(wǎng)絡(luò)的性能？從帶寬、時延、抖動、丟包說開去

今天和大家講講衡量網(wǎng)絡(luò)性能的四大指標(biāo)：帶寬、時延、抖動、丟包。

如何們?nèi)?strong>評估一個網(wǎng)絡(luò)的性能，我們就可以從這四方面去進行評估。

帶寬

1、帶寬概念：

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

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

簡單地講：帶寬可以比喻是高速公路，表示單位時間內(nèi)的能通過的車輛數(shù)。

2、帶寬的表示：

帶寬通常用bps表示，表示每秒多少bit；

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

但是我們平時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，二進制數(shù)系統(tǒng)中每個0或1就是一個位(bit)，位是數(shù)據(jù)存儲的最小單位，其中8bit就稱為一個字節(jié)（Byte）。

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因此我們在辦理寬帶的時候，100M的帶寬表示100Mbps，理論的的網(wǎng)絡(luò)下載速度只有12.5M Bps，實際可能還不足10MBps，這是因為受用戶計算機性能、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，信號衰減等多因素的影響，實際網(wǎng)速是無法到達(dá)理論網(wǎng)速的。

時延

時延：簡單的說，時延就是指報文從網(wǎng)絡(luò)的一端到另一端所需要的的時間。

舉個例子：我在自己的電腦上ping 百度的地址。

從ping的結(jié)果中，可以看到時延為12ms，這個時延就是指ICMP報文從我的電腦到百度的服務(wù)器所需要的往返時延是12ms。

（Ping指一個數(shù)據(jù)包從用戶的設(shè)備發(fā)送到測速點，然后再立即從測速點返回用戶設(shè)備的來回時間。也就是俗稱的網(wǎng)絡(luò)延時，以毫秒ms計算。）

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

下面我們具體看下每一個時延的含義。

1、處理時延：

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

一般高速路由器的處理時延通常是微秒或更低的數(shù)量級。

2、排隊時延

排隊時延簡單來說就是路由器或交換機等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備處理數(shù)據(jù)包排隊所消耗的時間。

一個數(shù)據(jù)包的排隊時延取決于當(dāng)前隊列中是否有其它報文在傳輸。

如果該隊列是空的，并且當(dāng)前沒有其他報文在傳輸，則該報文的排隊時延為0；反之，如果流量很大，并且許多其他報文也在等待傳輸，該排隊時延將很大。

實際的排隊時延通常在毫秒到微秒級。

3、發(fā)送時延

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

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

實際的發(fā)送時延通常在毫秒到微秒級。

4、傳播時延

傳播時延是指報文在實際的物理鏈路上傳播數(shù)據(jù)所需要的時間。

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

實際傳播時延在毫秒級。

抖動

抖動：網(wǎng)絡(luò)抖動是指最大延遲與最小延遲的時間差，比如你訪問一個網(wǎng)站的最大延遲是10ms，最小延遲為5ms，那么網(wǎng)絡(luò)抖動就是5ms。

抖動可以用來評價網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，抖動越小，網(wǎng)絡(luò)越穩(wěn)定。

尤其是我們在打游戲的時候，需要網(wǎng)絡(luò)具有較高的穩(wěn)定性，否則會影響游戲體驗。

網(wǎng)絡(luò)抖動產(chǎn)生的原因：如果網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞后，排隊時延會影響端到端的延遲，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。

丟包

丟包：簡單來說丟包就是指一個或多個數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)無法通過網(wǎng)絡(luò)到達(dá)目的地，接收端如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失，會根據(jù)隊列序號向發(fā)送端發(fā)出請求，進行丟包重傳。

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

丟包率是指測試中所丟失數(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個數(shù)據(jù)包，丟失一個數(shù)據(jù)包，那么丟包率就是1%。

審核編輯：劉清