什么是吞吐量

系统结构范畴下的吞吐量


  定义:吞吐量是指在单位时间内中央处理器 (CPU)从存储设备读取->处理->存储信息的量。
  影响吞吐量因素:
  1、存储设备的存取速度,即从存储器读出数据或数据写入存储器所需时间;
  2、CPU 性能:1)时钟频率;
  2)每条指令所花的时钟周期数(即CPI );
  3)指令条数;
  3、系统结构,如并行处理结构可增大吞吐量。

网络范畴下的吞吐量

  定义:吞吐量是指在没有帧丢失的情况下,设备能够接受的最大速率。
  相关知识:
  1、吞吐量的大小主要由防火墙内网卡,及程序算法的效率决定,尤其是程序算法,会使防火墙系统 进行大量运算,通信量大打折扣。因此,大多数防火墙虽号称100M防火墙,由于其算法依靠软件实现,通信量远远没有达到100M,实际只有10M- 20M。纯硬件防火墙,由于采用硬件进行运算,因此吞吐量可以达到线性90-95M,是真正的100M防火墙。
  2、吞吐量和报文转发率是关系防火墙应用的主要指标,一般采用FDT(Full Duplex Throughput)来衡量,指64字节数据包的全双工吞吐量,该指标既包括吞吐量指标也涵盖了报文转发率指标。
  3、吞吐量的测试方法是:在测试中以一定速率发送一定数量的帧,并计算待测设备传输的帧,如果发送的帧与接收的帧数量相等,那么就将发送速率提高并重新测试;如果接收帧少于发送帧则降低发送速率重新测试,直至得出最终结果。吞吐量测试结果以比特/秒或字节/秒表示。
  概念区别:
  吞吐量与带宽 的区分:吞吐量和带宽是很容易搞混的一个词,两者的单位都是Mbps.先让我们来看两者对应的英语,吞吐量:throughput ; 带宽: Max net bitrate 。当我们讨论通信链路的带宽时,一般是指链路上每秒所能传送的比特数。我们可以说以太网 的 带宽是10Mbps。但是,我们需要区分链路上的可用带宽(带宽)与实际链路中每秒所能传送的比特数(吞吐量)。我们倾向于用“吞吐量”一次来表示一个系 统的测试性能。这样,因为实现受各种低效率因素的影响,所以由一段带宽为10Mbps的链路连接的一对节点可能只达到2Mbps的吞吐量。这样就意味着, 一个主机上的应用能够以2Mbps的速度向另外的一个主机发送数据。

 

 

 

### 吞吐量的定义及其与集线器性能的关系 #### 吞吐量的定义 在网络领域中,吞吐量是指单位时间内成功传输的数据量,通常以比特每秒(bps)、千比特每秒(kbps)或兆比特每秒(Mbps)来衡量。它是评估网络设备性能的重要指标之一。对于集线器而言,吞吐量表示该设备能够在不发生显著延迟的情况下处理的最大数据流量[^1]。 #### 吞吐量对16接口集线器性能的影响 16接口集线器作为一个共享介质设备,在所有端口之间共享总带宽。因此,其整体吞吐量受到以下几个因素影响: - **冲突域的存在**:由于集线器无法区分不同终端之间的通信流,所有的连接设备处于同一个冲突域内。一旦两台或多台设备尝试同时发送数据,则会发生碰撞现象,从而降低实际有效吞吐量[^2]。 - **单向传输模式限制**:即使没有发生任何冲突情况,传统半双工操作方式也意味着在一个特定时间段里只能执行要么接收要么发送的动作,这进一步制约了理论最大吞吐率的表现水平。 - **硬件资源消耗**:每一个进入集线器的数据包都需要被复制并转发至除源地址外的所有其他端口上,这种无差别的广播行为会增加内部缓冲区占用以及CPU负载压力,进而可能引起丢帧或者延时等问题,最终反映为较低的有效吞吐数值[^1]。 综上所述,尽管16接口集线器可以提供较高密度的物理连接选项,但由于缺乏智能化的数据处理机制,它的总体吞吐表现往往难以达到理想状态,并且随着接入数量增多及业务负荷加重,这种情况可能会变得更加明显。 ```python # Python伪代码演示计算理论吞吐上限过程 def calculate_theoretical_throughput(num_ports, port_speed_mbps): total_bandwidth = num_ports * port_speed_mbps / 2 # 半双工假设 theoretical_max_throughput_per_port = total_bandwidth / num_ports return theoretical_max_throughput_per_port example_hub = {'num_ports': 16, 'port_speed_mbps': 10} max_tp_example_hub = calculate_theoretical_throughput(**example_hub) print(f"The maximum possible throughput per port on an example hub is {max_tp_example_hub:.2f} Mbps under ideal conditions.") ```
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