2.2 IP网络的性能特点



IP网络的性能特点

    正如因特网架构的沙漏模型所表明的，IP层通过抽象，向应用程序隐藏了底层的细节。这意味着不可能直接确定一个IP数据包所穿越的网络的类型及其拥塞程度，它可能是任何类型网络，从14.4kbit的蜂窝无线网络到数Gbit的光纤网络。找出网络性能的唯一方法就是观察和测量。

    那么需要测量什么？如何测量？幸运的是，IP层的设计表明其参数个数是有限的，并且参数的个数通常还会进一步被应用程序的需求所限制。我们需要回答的几个最重要的问题如下：

1. 网络丢包的概率是多少？

   
   

2. 网络中数据包的误码概率是多少？

   
   

3. 数据包穿越整个网络需要多长时间？这个传输时间是固定的还是可变的？

   
   

4. 网络能够容纳的数据包的长度是多少？

   
   

5. 发送数据包的最大速率是多少？
   

   下一小节提供了和前四个参数相关的一些测量样本。最大传输速率和丢包概率密切相关，在第十章的“拥塞控制”中讨论。

    什么会影响这些测量？一个明显的因素就是这些测量站点的位置。在一个局域网中的两个系统间的测量，与一个横跨大西洋两岸的连接测量，其表现出的性质是明显不同的。但是地理位置不是唯一的因素;连接所穿越的节点的数量(通常叫做“跳数”)，跨越的运营商的数量，并且这些测量是何时进行的都是影响这些测量的因素。因特网是一个大的、复杂的、动态的系统，所以必须小心的确保任何的测量都代表了应用程序所要使用的那部分网络。

    我们还必须考虑我们所使用的是何种类型的网络，网络中存在何种其他的通信，存在多少种其他的通信。迄今为止，绝大多数的网络路径是固定的，有线(铜线或者光纤)连接，绝大多数的通信流量（根据最近的一个估计，96%的字节，62%的控制流）是基于TCP的。这些通信模式的蕴意如下：

• 因为网络的基础设施是有线的和固定的，节点是非常可靠地，因此，丢包主要是由路由器拥塞导致的。

• TCP传输有一个假设，当网络丢包发生时，就表明传输达到了网络的带宽瓶颈，拥塞开始出现了，这时应该降低TCP的发送速率。一个TCP流会增加其发送速率，直到检测到丢包，然后回退；这是一个确定特定连接所支持的最大发送速率的方法。当然，结果就是导致连接瓶颈的暂时性过载，这会影响其他的通信。
  

    如果网络基础设施和网络中的信息流发生了改变，那么其他一些导致丢包的因素就会变得重要起来。例如，无线用户的大量增加可能会使得因无线节点之间的干扰和误码造成的丢包的比例增加。另一个例子是，使用非TCP传输协议的多媒体流的增加，并且这些传输协议对丢包的反应与TCP不同，那么丢包模式可能会因为拥塞控制的动态变化而变化。

    当我们开发运行在IP上的新应用时，我们必须意识到我们给网络带来的影响，这样才能确保不会给其他用户带来麻烦，第十章“拥塞控制”会更加详细的讨论这个问题。