高级计算机网络性能分析：时延与吞吐量特性

"这篇资料是史忠植教授关于高级计算机网络的讲解，主要涉及网络性能分析，特别是宽带网络的吞吐量特性和时延特性。内容涵盖了通信量统计、资源预留、排队理论、拥塞控制、通信量控制等多个方面。" 在高级计算机网络中，时延特性是一个至关重要的指标，它直接影响到网络服务质量和用户体验。传输时延是指数据从发送方到接收方所需的时间，这一参数不仅受到网络基础设施的影响，也与数据包的大小、网络路径的长度、路由器处理能力等因素密切相关。最大传输时延通常是实时通信或在线游戏等对延迟敏感的应用程序所关注的关键指标。 除了传输时延，时延偏差（或称为时延抖动）也是衡量网络性能的重要参数，特别是在实时通信如音频和视频流中。时延偏差描述了数据到达时间的不一致性，如果过大，可能会导致接收端播放的不流畅。因此，网络配置和设计时需要考虑到这一参数，以确保数据传输的稳定性。 此外，吞吐量特性是另一个核心概念。平均速率是信源长时间内的平均数据发送速度，它决定了网络的常规负载。而峰值速率则是信源可能达到的最大传输速度，网络需要能应对这种突发流量，以免造成拥塞。可变性则反映了数据流的突发性和不稳定性，这对统计复用和资源管理策略的设计至关重要。 现代通信中的排队理论是评估网络性能和设计网络架构的基础，传统上基于泊松通信量假设的分析方法已经不能完全适应现代网络中非泊松分布的数据流特性。因此，需要更复杂的模型和分析方法来理解和预测网络中的流量行为，以实现更有效的拥塞控制和通信量管理，例如ABR（Adaptive Bit Rate）通信量管理策略。 网络性能分析不仅关注理论模型，还涉及到实际网络操作，如资源预留协议的制定，路由器和ATM交换机的缓存策略等。用户和设计师都需要理解并能够描述通信量特性，以便做出最佳的网络配置决策，提升网络的效率和服务质量。