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衡量网络性能的四大指标:带宽、时延、抖动、丢包

作者:软荐小编      2024-01-27 15:06:33     145

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今天给大家介绍一下衡量网络性能的四大指标:带宽、时延、抖动、丢包。

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如果客户需要我们评估一个网络的性能,我们可以从这四个方面来评估。

带宽

1、带宽概念:

百度百科中对带宽的定义是:单位时间内从网络中的一点到另一点能够传递的“最高数据速率”。

计算机网络的带宽是指网络能够通过的最高数据速率,即每秒有多少位(常见单位是bps(位每秒))。

简单来说:带宽可以比作高速公路,表示单位时间内可以通过的车辆数量;

2、带宽的表示方法:

带宽通常以bps表示,表示每秒有多少位;

在描述带宽时,“比特/秒”经常被省略。 比如带宽是100M,实际上就是100Mbps。 这里的Mbps是指兆比特/秒。

但我们通常的软件下载速度的单位是Byte/s(字节/秒)。 这就涉及到Byte和bit的转换。 二进制数系统中的每个 0 或 1 都是一个位。 位是数据存储的最小单位,8位称为字节。

因此,当我们申请宽带时,100M带宽就意味着100Mbps。 理论网络下载速度仅为12.5M Bps。 事实上,它可能还不到10MBps。 这是因为它受到用户计算机性能、网络设备质量、资源使用情况以及网络高峰期的影响。 、网站服务能力、线路衰减、信号衰减等因素,实际网速达不到理论网速。

延迟

延迟:简单来说,延迟是指数据包从网络的一端传输到另一端所需的时间;

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例如:我在电脑上ping百度的地址;

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从ping结果可以看出,延迟为12ms。 这个延迟意味着ICMP报文从我的电脑到百度的服务器所需的往返延迟是12ms;

(Ping是指数据包从用户设备发送到测速点,然后立即从测速点返回到用户设备的往返时间。也俗称网络延迟,计算得出以毫秒为单位。)

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网络延迟包括四个主要部分:处理延迟、排队延迟、发送延迟和传播延迟。 在实际应用中,我们主要考虑传输时延和传播时延。

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让我们仔细看看每个延迟的含义;

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1. 处理延迟:

交换机、路由器等网络设备收到报文后需要一定的时间进行处理。 例如,解封装和分析报头、提取数据、错误检查、路由等。

典型高速路由器的处理延迟通常为微秒级或更短。

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2. 排队延迟

排队延迟简单来说就是路由器或交换机等网络设备处理数据包排队所需的时间。

数据包的排队延迟取决于队列中当前是否有其他数据包正在传输。

如果队列为空且当前没有其他数据包正在传输,则该数据包的排队延迟为0; 相反,如果流量很大,并且还有很多其他数据包等待传输,则排队延迟会很长。 大的;

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实际的排队延迟通常在毫秒到微秒的范围内。

3. 发送延迟

简单来说,传输时延就是路由器、交换机等网络设备发送数据所需的时间,也是路由器队列提交到网络链路所需的时间。

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如果用L位来表示报文的长度,用Rbps来表示从路由器A到路由器B的链路传输速率,则发送延迟为L/R。

实际传输延迟通常在毫秒到微秒范围内。

4. 传播延迟

传播延迟是指数据包在实际物理链路上传播数据所花费的时间。

传播延迟等于两个路由器之间的距离除以传播速率,即传播延迟为D/S,其中D是两个路由器之间的距离,S是链路的传播速率。

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实际的传播延迟是毫秒级的。

抖动

抖动:网络抖动是指最大延迟和最小延迟之间的时间差。 例如,访问网站时最大延迟为10ms,最小延迟为5ms,则网络抖动为5ms;

抖动可以用来评估网络的稳定性。 抖动越小,网络越稳定;

尤其是我们玩游戏的时候,需要网络有很高的稳定性,否则会影响游戏体验。

关于网络抖动的原因:如果网络拥塞,排队时延会影响端到端时延,可能导致路由器A到路由器B的时延出现波动,引起网络抖动;

数据包丢失

丢包:简单来说,丢包是指一个或多个数据包的数据无法通过网络到达目的地。 如果接收端发现数据丢失,就会根据队列序号向发送端发出重传丢失数据包的请求。

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丢包的原因有很多。 最常见的可能是网络拥塞,数据流量太大,网络设备无法处理。 当然,一些数据包会丢失。

丢包率是指测试过程中丢失的数据包数量与发送的数据包数量的比率。 例如发送100个数据包,其中有1个数据包丢失分配带宽的软件,则丢包率为1%。

堆叠是指通过堆叠线缆将多台支持堆叠功能的交换机连接在一起,在逻辑上将其虚拟为一台交换设备,整体参与数据转发。 Stacking是目前广泛应用的水平虚拟化技术。 它可以提高可靠性、扩展端口数量、增加带宽并简化网络。

为什么需要堆叠?

传统园区网络通过设备和链路冗余来保证高可靠性,但链路利用率低,网络维护成本高。 堆叠技术将多台交换机虚拟为一台交换机,简化网络部署,减少网络维护工作。 数量目的。 堆叠有很多优点:

哪些设备可以堆叠?

所有主流交换机都支持堆叠。 例如华为S系列园区交换机、CloudEngine数据中心交换机都支持堆叠。 对于S系列园区交换机,只有固定交换机有支持堆叠的型号; 两台模块化交换机构建在一起形成一个集群。 对于CloudEngine数据中心交换机,框式交换机和盒式交换机均支持堆叠。 两者的区别在于,框式交换机仅支持两台设备组成堆叠。

如何构建堆栈?

在介绍如何建立堆栈之前,我们先介绍一下建立堆栈过程中用到的相关概念。

主、被动和从开关

堆叠系统中的所有单台交换机称为成员交换机,根据功能不同可以分为三种角色:

主交换机、备份交换机、从交换机均可转发业务流量。 添加、移除或更换堆叠成员交换机可能会导致堆叠成员角色发生变化。

堆栈号

堆叠ID用于标识堆叠成员交换机,即成员交换机的槽位号​​。 每台堆叠成员交换机在堆叠系统中都有唯一的堆叠ID。

堆叠优先级

堆叠优先级是成员交换机的一个属性。 主要用于角色选举过程中确定成员交换机的角色。 优先级值越大,优先级越高。 优先级越高,当选为主交换机的可能性就越大。

堆栈创建过程

堆栈建立过程包括以下四个阶段:

在常见的网络项目中,都会用到光模块,也称为SFP模块或SFP+模块。

如何使用SFP+光模块?

光模块和交换机与企业网络部署和数据中心建设密不可分。 光模块主要用于将电信号转换为光信号,而交换机则转发光信号和电信号。 在众多光模块中,SFP+光模块是目前应用最广泛的光模块之一。 与交换机配合使用时,可以采用不同的连接方式来实现不同的网络需求。

1、什么是SFP+光模块?

SFP+光模块是SFP光模块中的10G光纤模块。 它独立于通信协议。 一般连接交换机、光纤路由器、光纤网卡等分配带宽的软件,应用于10G bps以太网和8.5G bps光纤通道系统,满足数据中心更高的速度要求,实现数据中心的网络扩展和转换。

SFP+光模块线卡密度高、体积小,可与其他类型的10G模块互操作,为数据中心提供更高的安装密度并节省成本。 因此,它已成为市场上主流的可插拔光模块。

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2、SFP+光模块的种类

一般情况下,SFP+光模块根据实际应用进行分类。 常见类型包括 10G SFP+、BIDI SFP+、CWDM SFP+ 和 DWDM SFP+。

10G SFP+光模块

该类型光模块是普通的SFP+光模块,也可以看作是10G SFP光模块的升级版。 这是当今市场上的主流设计。

双向SFP+光模块

该类型光模块采用波分复用技术,速率可达11.1G bps,且功耗较低。 它有两个光纤插孔,一般成对使用。 在数据中心建设网络时,可以减少光纤的使用,降低建设成本。

CWDM SFP+光模块

此类光模块采用粗波分复用技术,常与单模光纤配合使用。 可以节省光纤资源,组网更加灵活可靠,功耗低。

DWDM SFP+光模块

此类光模块采用密集波分复用技术,多用于长距离数据传输。 传输距离可达80公里。 具有速度高、容量大、可扩展性强的特点。

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3、SFP+光模块与交换机如何配合使用

不同类型的光模块连接到交换机上,可用于不同的组网方案。 下面介绍几种SFP+光模块与交换机匹配的实际应用方案。

方案一:10G SFP+ 10G光模块与交换机连接

将4个10G SFP+光模块插入一台交换机的10Gbps SFP+端口,然后将40G QSFP+光模块插入另一台交换机的40Gbps QSFP+端口,最后在中间使用分支光纤跳线。 建立联系。

这种连接方式主要实现网络从10G到40G的扩展,可以快速、轻松地满足数据中心的网络升级需求。

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方案二:BIDI SFP+ 10G单纤双向光模块与交换机连接

将光模块分别插入两台交换机的SFP+端口,然后使用光模块连接端口对应的LC跳线连接两台交换机上的光模块。

这种连接方式有效地实现了最简单、最经济的数据连接,可应用于数据中心、企业布线、电信运营传输等以太网连接。

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方案三:CWDM SFP+ 10G光模块与交换机连接

这种连接方式采用中继盒、光纤收发器、CWDM粗波分复用器等将光模块与交换机连接,实现10G 10G以太网交换机上的RJ45电口到CWDM粗波分复用器的转换。 复用器所需的CWDM波长。

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方案四:DWDM SFP+ 10G光模块与交换机连接

将光模块插入交换机的SFP+端口,然后用铠装光纤跳线连接到DWDM密集波分复用器。

这种连接方式实现了光信号在长距离传输过程中的保护,可以最大程度地减少光波损耗,适合长距离光信号传输。

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4、SFP+光模块与交换机连接注意事项

1、注意两端交换机使用的光模块的波长、传输距离是否相同,以及单纤、双纤、单模、多模问题。 如果两端不相等,则应使用相应的转换器;

2、使用光模块时,尽量避免静电和碰撞。 如果出现凹凸,不建议继续使用该光模块;

3、注意光模块插入的正反面。 拉环和标签应朝上;

4. 将光模块插入交换机时,尽量用力推到底。 通常会有轻微的振动。 插入后,可以轻轻拔出光模块,检查是否安装到位;

5. 拆卸光模块时,应先将手环拉至与光口成90°的位置,然后再拔出光模块。

5、光模块的使用和安装

为了更直观,这里提供一个视频来详细了解光模块的使用和安装。 对此不熟悉的朋友可以观看。

最后,我们可以思考一个问题。 当我们使用光模块时,我们常常会想到光纤收发器。 光模块和光纤收发器有什么区别? 当我们使用两台设备时我们就会得到答案。

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