如何描述网络性能？

1. 概述

在网络性能分析中，我们常使用几个关键指标来衡量网络的表现，包括：带宽（Bandwidth）、吞吐量（Throughput）、延迟（Latency）、抖动（Jitter）和丢包率（Packet Loss）。

本文将逐一介绍这些术语的含义、测量方法以及可能的影响因素，帮助你更全面地理解网络性能。

2. 带宽与吞吐量

• 带宽：是指在单位时间内网络能传输的最大数据量，可以理解为网络的“理论容量”。
• 吞吐量：是指在实际网络环境中真正传输的数据量。由于网络延迟、抖动、丢包等因素影响，吞吐量通常小于或等于带宽。

如下图所示，带宽是理论最大值，而吞吐量则是实际表现：

✅ 建议：在评估网络性能时，优先关注吞吐量而非带宽，因为吞吐量更能反映真实情况。

3. 丢包率

• 定义：在网络传输过程中，数据包未能成功到达目标节点的情况称为“丢包”。
• 影响：丢包对实时性要求高的应用（如在线游戏、视频通话、语音通话）影响最大。

我们可以使用 ping 命令来检测是否存在丢包现象：

$ ping -c 4 google.com
PING google.com (172.217.17.110) 56(84) bytes of data.
64 bytes from sof02s47-in-f14.1e100.net (172.217.17.110): icmp_seq=1 ttl=111 time=31.7 ms
64 bytes from sof02s47-in-f14.1e100.net (172.217.17.110): icmp_seq=2 ttl=111 time=33.9 ms
64 bytes from sof02s47-in-f14.1e100.net (172.217.17.110): icmp_seq=3 ttl=111 time=32.1 ms
64 bytes from sof02s47-in-f14.1e100.net (172.217.17.110): icmp_seq=4 ttl=111 time=33.5 ms

--- google.com ping statistics ---
4 packets transmitted, 4 received, 0% packet loss, time 3005ms
rtt min/avg/max/mdev = 31.716/32.812/33.912/0.920 ms

✅ 结果分析：上面的结果显示无丢包（0% packet loss），说明当前网络状态良好。

• 常见原因：
  • 网络拥塞
  • 网络设备老化或故障
  • 软件 Bug

4. 延迟与往返时间（RTT）

• 延迟（Latency）：数据包从源端传送到目标端所需的时间。
• 往返时间（RTT, Round-Trip Time）：数据包从源端发送到目标端，再从目标端返回源端的总时间。

单位通常为毫秒（ms）：

• 数据在光纤中传输速度约为光速的 2/3（约 200,000 km/s）。
• 每经过一个网络设备（如路由器、交换机），都会产生一次延迟，称为“跳（hop）”。
• 距离越远、跳数越多，延迟越高。

使用 ping 命令可以测量 RTT：

$ ping -c 4 google.com
PING google.com (172.217.17.110) 56(84) bytes of data.
64 bytes from ams15s29-in-f110.1e100.net (172.217.17.110): icmp_seq=1 ttl=111 time=31.3 ms
64 bytes from ams15s29-in-f110.1e100.net (172.217.17.110): icmp_seq=2 ttl=111 time=34.4 ms
64 bytes from ams15s29-in-f110.1e100.net (172.217.17.110): icmp_seq=3 ttl=111 time=33.7 ms
64 bytes from ams15s29-in-f110.1e100.net (172.217.17.110): icmp_seq=4 ttl=111 time=33.7 ms

--- google.com ping statistics ---
4 packets transmitted, 4 received, 0% packet loss, time 3005ms
rtt min/avg/max/mdev = 31.349/33.295/34.366/1.153 ms

• min：最小 RTT
• avg：平均 RTT
• max：最大 RTT
• mdev：RTT 的标准差（衡量波动情况）

✅ 提示：ping 命令通过发送 ICMP Echo 请求包并接收响应包来计算延迟。

5. 抖动（Jitter）

• 定义：抖动是指多个数据包在网络中传输时，其延迟的差异值。
• 影响：高抖动会导致数据包乱序、丢失，影响音视频质量。

$ ping -c 4 google.com
PING google.com (172.217.17.110) 56(84) bytes of data.
64 bytes from ams15s29-in-f110.1e100.net (172.217.17.110): icmp_seq=1 ttl=111 time=31.3 ms
64 bytes from ams15s29-in-f110.1e100.net (172.217.17.110): icmp_seq=2 ttl=111 time=33.0 ms
64 bytes from ams15s29-in-f110.1e100.net (172.217.17.110): icmp_seq=3 ttl=111 time=34.0 ms
64 bytes from ams15s29-in-f110.1e100.net (172.217.17.110): icmp_seq=4 ttl=111 time=34.0 ms

• 包1与包2之间的抖动为 1.7 ms
• 包1与包3之间的抖动为 2.7 ms

⚠️ 经验参考：抖动小于 30 ms 通常是可以接受的。

• 常见原因：
  • 网络拥塞
  • 硬件性能不足
  • 路由路径变化

6. 总结

本文介绍了衡量网络性能的几个核心指标：

指标	含义	单位	测量工具/方法
带宽	网络最大传输能力	Mbps	网络设备规格、测速工具
吞吐量	实际传输的数据量	Mbps	实时监控、测速工具
丢包率	数据包未能成功传输的比例	%	ping
延迟/RTT	数据包传输所需时间（单程/往返）	ms	ping
抖动	数据包延迟的波动	ms	ping + 手动计算

这些指标在排查网络问题、优化系统性能时非常关键。熟练掌握它们的含义和测量方法，有助于你更快定位问题并做出合理决策。