计算机网络和因特网
1.4分组交换网中的时延、丢包和吞吐量
我们希望因特网服务能够在任意两个端系统之间瞬间移动大量数据，而没有任何数据丢失。然而，这是一个很高的目标，现实中很难做到。
1.4.1分组交换网中的时延概述
当分组从一个节点（主机或路由器）沿着这条路径到后继结点（主机或路由器）时，该分组在沿途的每个节点都经受了几种不同类型的时延。这些时延中最为重要的是：节点处理时延（nodalprocessingdelay）、排队时延（queuingdelay）、传输时延（transmissiondelay）和传播时延（propagationdelay），这些时延总体累加起来是节点总时延（totalnodaldelay）。
检查分组首部和决定将该分组导向何处所需要的时间是处理时延的一部分，也包括检查比特级差错所需要的时间。高速路由器的处理时延通常是微秒或更低数量级。
在队列中，当分组在链路上等待传输时，它经受排队时延。一个特定分组的排队时延将取决于先期到达的、正在排队等待向链路传输的分组的数量。如果该队列是空的，并且当前没有其它分组在传输，则该分组的排队时延为0。另一方面，如果流量很大，并且许多其它分组也在等待传输，该排队时延将很大。实际的排队时延通常在毫秒到微秒级。
用L比特表示分组的长度，用Rbps表示从路由器A到路由器B的链路传输速率，传输时延是L/R。这是将所有分组的比特推向链路所需要的时间。实际的传输时延通常在毫秒到微秒级。
一旦一个比特被推向链路，该比特需要向路由器B传播。从该链路的起点到路由器B传播所需要的时间是传播时延。该传播速率取决于该链路的物理媒体（光纤、双绞铜线等），假如d是路由器A和路由器B之间的距离，s是该链路的传播速率，则传播时延是d/s。传播时延在毫秒的量级。
传输时延是路由器将分组推送出所需要的时间，它是分组长度和链路传输速率的函数，而与两台路由器之间的距离无关。另一方面，传播时延是一个比特从一台路由器向另一台路由器传播所需要的时间，它与分组的长度或链路的传输速率无关。
1.4.2排队时延和丢包
什么时候排队时延大，什么时候不到？这取决于流量到达该队列的速率、链路的传输速率和到达流量的性质（是周期性到达还是以突发形式到达）。令a表示分组到达队列的平均速率，R是传输速率，L表示一个分组，则比特到达该队列的平均速率是Labps，比率La/R被称为流量强度（trafficintensity），它在估计排队时延的影响程度方面起着重要作用。如果La/R>1，则比特到达队列的平均速度超过从该队列传输出去的速率，在这种情况下，排队时延将趋向无穷大，因此流量工程中的一条金科玉律：设计系统时流量强度不能大于1。
考虑La/R≤1时，到达流量的性质影响排队时延。例如分组周期性到达，即每L/R秒到达一个分组，则每个分组将到达一个空队列中，因此不会有排队时延。另一方面，如果分组以突发形式到达而不是周期性到达，则可能有很大的平均排队时延。例如，没L/R秒同时到达N个分组，则传输第一个分组没有排队时延，传输第二个分组有L/R秒的排队时延，第N个传输的分组具有（N-1）L/R秒的排队时延。
前面的讨论中都假设队列能够保持数量无穷多的分组，实际上排在一条链路前的队列只有有限的容量，如果到达的一个分组发现是一个满的队列，没有地方存储这个分组，路由器将丢弃该分组，即丢包。从端系统的角度看，上述现象是一个分组已经传输到网络核心，但它绝不会出现在目的地，丢失的分组随着流量强度的增加而增加。因此，节点的性能常常不仅要根据时延来度量，而且要根据分组丢失的概率来度量。丢失的分组可能要基于端到端的原则重传，以确保所有的数据最终从源到达了目的地。
1.4.3端到端的时延
假设源主机和目的主机之间有N-1台路由器，并且该网络是无拥塞的（排队时延是微不足道的），在每台路由器和源主机的处理时延是dproc，每台路由器和源主机的输出速率是Rbps，分组长度是L，每条链路的传输时延是dtrans，dtrans=L/R，传播时延是dprop，则端到端的时延是：dend-end=N（dproc+dtrans+dprop）。
除了以上几种时延，端系统中还有其它一些重要的时延。例如，拨号调制解调器引入的调制/编码时延，其量级在几十毫秒。（对于以太网、电缆调制解调器、和DSL等接入技术，这种调制/编码时延是不太多的，通常可忽略不计）。另一个重要的时延是媒体分组化时延，这出现在IP话音（VoIP）应用中。在VoIP中，发送方在向因特网传递分组之前必须首先用编码的数字化语音填充分组。这种填充分组的时间就是分组化时延，它可能较大，从而影响用户感受到的VoIP呼叫的质量。
1.4.4计算机网络中的吞吐量
除了时延和丢包外，计算机网络中另一个必不可少的性能测度是端到端吞吐量。为了定义吞吐量，考虑从主机A到主机B通过计算机网络传送一个大文件。任何瞬间的瞬时吞吐量（instantaneousthroughput）是主机B接收到该文件的速率（以bps计）。如果该文件由F比特组成，而主机B接收到所有F比特用了T秒，则文件传送的平均吞吐量（averagethroughput）是F/Tbps。
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