網(wǎng)絡(luò)工程師常用計(jì)算公式

1、計(jì)算總線數(shù)據(jù)傳輸速率總線數(shù)據(jù)傳輸速率=時(shí)鐘頻率(Mhz)/每個(gè)總線包含的時(shí)鐘周期數(shù)*每個(gè)總線周期傳送的字節(jié)數(shù)(b)計(jì)算系統(tǒng)速度每秒指令數(shù)=時(shí)鐘頻率/每個(gè)總線包含時(shí)鐘周期數(shù)/指令平均占用總線周期數(shù)平均總線周期數(shù)=所有指令類別相加(平均總線周期數(shù)*使用頻度)控制程序所包含的總線周期數(shù)=(指令數(shù)*總線周期數(shù)/指令)指令數(shù)=指令條數(shù)*使用頻度/總指令使用頻度每秒總線周期數(shù)=主頻/時(shí)鐘周期FSB帶寬=FSB頻率*FSB位寬/8計(jì)算機(jī)執(zhí)行程序所需時(shí)間P=I*CPI*T執(zhí)行程序所需時(shí)間=編譯后產(chǎn)生的機(jī)器指令數(shù)*指令所需平均周期數(shù)*每個(gè)機(jī)器周期時(shí)間指令碼長(zhǎng)定長(zhǎng)編碼: 碼長(zhǎng)>=log2變長(zhǎng)編碼:將每個(gè)碼長(zhǎng)

2、*頻度,再累加其和平均碼長(zhǎng)=每個(gè)碼長(zhǎng)*頻度流水線計(jì)算l 流水線周期值等于最慢的那個(gè)指令周期l 流水線執(zhí)行時(shí)間=首條指令的執(zhí)行時(shí)間+(指令總數(shù)-1)*流水線周期值l 流水線吞吐率=任務(wù)數(shù)/完成時(shí)間l 流水線加速比=不采用流水線的執(zhí)行時(shí)間/采用流水線的執(zhí)行時(shí)間存儲(chǔ)器計(jì)算存儲(chǔ)器帶寬:每秒能訪問(wèn)的位數(shù)單位ns=10-9秒存儲(chǔ)器帶寬=1秒/存儲(chǔ)器周期(ns)*每周期可訪問(wèn)的字節(jié)數(shù)(隨機(jī)存取)傳輸率=1/存儲(chǔ)器周期(非隨機(jī)存取)讀寫(xiě)N位所需的平均時(shí)間=平均存取時(shí)間+N位/數(shù)據(jù)傳輸率內(nèi)存片數(shù)：(W/w)*(B/b)W、B表示要組成的存儲(chǔ)器的字?jǐn)?shù)和位數(shù);w、b表示內(nèi)存芯片的字?jǐn)?shù)和位數(shù)存儲(chǔ)器地址編碼=(第二地址

3、 第一地址)+1例: (CFFFFH-90000H)+1 / (16K*1024)*8bit內(nèi)存位數(shù)：log2(要編址的字或字節(jié)數(shù))Cache計(jì)算平均訪存時(shí)間：Cache命中率 * Cache訪問(wèn)周期時(shí)間 + Cache失效率 * 主存訪問(wèn)周期時(shí)間例: (2%*100ns+98%*10ns)+1/5*(5%*100ns+95%*10ns)=14.7ns 映射時(shí),主存和Cache會(huì)分成容量相同的組cache組相聯(lián)映射主存地址計(jì)算主存地址=(主存容量塊數(shù)*字塊大小)log2 (主存塊和cache塊容量一致)例: 128*4096 = 219(27*212)主存區(qū)號(hào)=(主存容量塊數(shù) / cache容

4、量塊數(shù))log2Cache訪存命中率=cache存取次數(shù)/(cache存取次數(shù)+主存存取次數(shù))磁帶相關(guān)性能公式數(shù)據(jù)傳輸速率(B/s)=磁帶記錄密度(B/mm)*帶速(mm/s)數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)充=B1(記錄數(shù)據(jù)所需長(zhǎng)度)+B2(塊間間隔)B1=(字節(jié)數(shù)/記錄)*塊因子/記錄密度讀N條記錄所需時(shí)間:T=S(啟停時(shí)間)+R+DR(有效時(shí)間)=(N*字節(jié)數(shù)/記錄)/傳輸速度D(間隔時(shí)間)=塊間隔總長(zhǎng)/帶速=(N/塊化因子)*(塊間間隔)/帶速每塊容量=記錄長(zhǎng)度*塊化系數(shù)每塊長(zhǎng)度=容量/(記錄密度)存儲(chǔ)記錄的塊數(shù)=磁帶總帶長(zhǎng) / (每塊長(zhǎng)度+每塊容量)磁帶容量=每塊容量*塊數(shù)磁盤常見(jiàn)技術(shù)指標(biāo)計(jì)算公式雙面盤片要

5、*2 因?yàn)樽钔饷媸潜Ｗo(hù)面又-2 N*2-2非格式化容量=位密度*3.14159*最內(nèi)圈址徑*總磁道數(shù)例: (250*3.14*10*10*6400) /8/1024/1024 = 59.89MB總磁道數(shù)=記錄面數(shù)*磁道密度*(外直徑-內(nèi)直徑) /2例:8面*8*(30-10) /2*10=6400每面磁道數(shù)=(外徑-內(nèi)徑)/2)×道密度每道位密度不同,容易相同每道信息量=內(nèi)徑周長(zhǎng)×位密度例: 10cm×10×3.14159×250 位/mm =78537.5 位/道格式化容量=每道扇區(qū)數(shù)*扇區(qū)容量*總磁道數(shù)例: (16*512*6400) /1

6、024/1024=50MBor格式化容量=非格式化容量×0.8平均傳輸速率=最內(nèi)圈直徑*3.14*位密度*盤片轉(zhuǎn)速例: 2*3.14*(100/2)*250*7200/60/8=1178Kb/s數(shù)據(jù)傳輸率=(外圈速率+內(nèi)圈速率)/2外圈速率=外徑周長(zhǎng)×位密度×轉(zhuǎn)速例:(30cm×10×3.14159×250 位/mm×120轉(zhuǎn)/秒)/8/1024=3451.4539 KB/s內(nèi)圈速率=內(nèi)徑周長(zhǎng)×位密度×轉(zhuǎn)速例: (10cm×10×3.14159×250 位/mm×1

7、20轉(zhuǎn)/秒)/8/1024=1150.4846 KB/s數(shù)據(jù)傳輸率(3451.4539+1150.4846)/2=2300.9693 KB/s存取時(shí)間=尋道時(shí)間+等待時(shí)間處理時(shí)間=等待時(shí)間+記錄處理時(shí)間(記錄處理最少等待時(shí)間=0,最長(zhǎng)等待時(shí)間=磁盤旋轉(zhuǎn)周期 N ms/周-1:記錄道數(shù) )移動(dòng)道數(shù)(或扇區(qū))=目標(biāo)磁道(或扇區(qū))-當(dāng)前磁道(或扇區(qū))尋道時(shí)間=移動(dòng)道數(shù)*每經(jīng)過(guò)一磁道所需時(shí)間等待時(shí)間=移動(dòng)扇區(qū)數(shù)*每轉(zhuǎn)過(guò)一扇區(qū)所需時(shí)間讀取時(shí)間=目標(biāo)的塊數(shù)*讀一塊數(shù)據(jù)的時(shí)間數(shù)據(jù)讀出時(shí)間=等待時(shí)間+尋道時(shí)間+讀取時(shí)間減少等待時(shí)間調(diào)整讀取順序能加快數(shù)據(jù)讀取時(shí)間平均等待時(shí)間=磁盤旋轉(zhuǎn)一周所用時(shí)間的一半(自由選擇

8、順逆時(shí)鐘時(shí),最長(zhǎng)等待時(shí)間為半圈,最短為無(wú)須旋轉(zhuǎn).平均等待時(shí)間=(最長(zhǎng)時(shí)間+最短時(shí)間)/2平均尋道時(shí)間=(最大磁道的平均最長(zhǎng)尋道時(shí)間+最短時(shí)間)/2最大磁道的平均最長(zhǎng)尋道時(shí)間=(最長(zhǎng)外徑+圓心)/2操作系統(tǒng)虛存地址轉(zhuǎn)換(基號(hào))+ 段號(hào)) +頁(yè)號(hào)) * 2n +頁(yè)內(nèi)偏移網(wǎng)絡(luò)流量與差錯(cuò)控制技術(shù)最高鏈路利用率a : 幀計(jì)數(shù)長(zhǎng)度a 可以是傳播延遲/發(fā)一幀時(shí)間數(shù)據(jù)速率*線路長(zhǎng)度/傳播速度/幀長(zhǎng)數(shù)據(jù)速率*傳播延遲/幀長(zhǎng)停等協(xié)議最高鏈路利用率E=1/(2a+1)W: 窗口大小滑動(dòng)窗口協(xié)議 E=W/(2a+1)P:幀出錯(cuò)概率停等ARQ協(xié)議 E=(1-P)/(2a+1)選擇重發(fā)ARQ協(xié)議若W>2a+1 則E

9、=1-P若W<=2a+1 則E=W(1-P)/(2a+1)后退N幀ARQ協(xié)議若W>2a+1 則E=(1-P)/(1-P+NP)若W<=2a+1則E=W(1-P)/(2a+1)(1-P+NP)CSMA/CD 常用計(jì)算公式網(wǎng)絡(luò)傳播延遲=最大段長(zhǎng)/信號(hào)傳播速度沖突窗口=網(wǎng)絡(luò)傳播延遲的兩倍.(寬帶為四倍)最小幀長(zhǎng)=2*(網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)速率*最大段長(zhǎng)/信號(hào)傳播速度)例: Lmin= 2 * (1Gb/s * 1 / 200 000) =10 000bit =1250字節(jié)性能分析吞吐率T(單位時(shí)間內(nèi)實(shí)際傳送的位數(shù))T=幀長(zhǎng)/(網(wǎng)絡(luò)段長(zhǎng)/傳播速度+幀長(zhǎng)/網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)速率)網(wǎng)絡(luò)利用率EE =吞吐率 /

10、 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)速率以太網(wǎng)沖突時(shí)槽T=2(電波傳播時(shí)間+4個(gè)中繼器的延時(shí))+發(fā)送端的工作站延時(shí)+接收站延時(shí)即T= 2* (S/0.7C) + 2*4Tr+2TphyT= 2S/0.7C+2Tphy+8TrS= 網(wǎng)絡(luò)跨距0.7C=電波在銅纜的速度是光波在真空中的0.7倍光速Tphy=發(fā)送站物理層時(shí)延Tr= 中繼器延時(shí)快速以太網(wǎng)跨距S = 0.35C (Lmin /R 2 Tphy -8Tr)令牌環(huán)網(wǎng)傳輸時(shí)延= 數(shù)據(jù)傳輸率 * (網(wǎng)段長(zhǎng)度/傳播速度)例: 4Mb/s*(600米/200米/us)us = 12比特時(shí)延 (1us=10-6秒)存在環(huán)上的位數(shù) = 傳播延遲(5us/km) * 發(fā)送介質(zhì)長(zhǎng)度

11、* 數(shù)據(jù)速率 + 中繼器延遲路由選擇包的發(fā)送 = 天數(shù) * 24小時(shí)(86400秒) * 每秒包的速率 = * = 2 *IP地址及子網(wǎng)掩碼計(jì)算可分配的網(wǎng)絡(luò)數(shù) = 2網(wǎng)絡(luò)號(hào)位數(shù)網(wǎng)絡(luò)中最大的主機(jī)數(shù) = 2主機(jī)號(hào)位數(shù)-2 例: 10位主機(jī)號(hào) = 210 -2 =1022IP 和網(wǎng)絡(luò)號(hào)位數(shù)取子網(wǎng)掩碼例: IP : 176.68.160.12 網(wǎng)絡(luò)位數(shù): 22子網(wǎng): ip->二進(jìn)制->網(wǎng)絡(luò)號(hào)全1,主機(jī)為0->子網(wǎng)前22位1,后為0 = 255.255.252.0Vlsm復(fù)雜子網(wǎng)計(jì)算Ip/子網(wǎng)編碼1.取網(wǎng)絡(luò)號(hào). 求同一網(wǎng)絡(luò)上的ip例 : 112.10.200.0/21 前21位->

12、;二進(jìn)制->取前21位相同者(ip) /(子網(wǎng))2.路由匯聚例 : 122.21.136.0/24 和 122.21.143.0/24 判斷前24位->二進(jìn)制->取前24位相同者10001000 10001111系統(tǒng)可靠性:串聯(lián): R = R1*R2*.RX并聯(lián): R = 1 - (1-R1)*(1-R2)*.(1-RX)pcm編碼取樣: 最高頻率*2量化: 位數(shù)=log2級(jí)數(shù)編碼量化后轉(zhuǎn)成二進(jìn)制海明碼信息位:k=冗余碼n=信息位2k-1 >= n+k數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)信道帶寬模擬信道 W= 最高頻率 f2 最低頻率 f1數(shù)字信道為信道能夠達(dá)到的最大數(shù)據(jù)速率.有噪聲香農(nóng)理論

13、C(極限數(shù)據(jù)速率b/s) = W(帶寬)*log2(1+S/N(信噪比)信噪比 dB(分貝) = 10*log10 S/N S/N= 10(dB / 10)無(wú)噪聲碼元速率 B = 1 / T秒(碼元寬度)尼奎斯特定理最大碼元速率 B = 2*W(帶寬)一個(gè)碼元的信息量 n = log2 N (碼元的種類數(shù))碼元種類數(shù)據(jù)速率 R (b/s) = B(最大碼元速率/波特位) * n(一個(gè)碼元的信息量/比特位)= 2W * log2 N交換方式傳輸時(shí)間鏈路延遲時(shí)間 = 鏈路數(shù) * 每鏈路延遲時(shí)間數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間 = 數(shù)據(jù)總長(zhǎng)度 / 數(shù)據(jù)傳輸率中間結(jié)點(diǎn)延遲時(shí)間 = 中間結(jié)點(diǎn)數(shù) * 每中間結(jié)點(diǎn)延遲時(shí)間電路交

14、換傳輸時(shí)間 = 鏈路建立時(shí)間 + 鏈路延遲時(shí)間 + 數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間報(bào)文交換傳輸時(shí)間 = (鏈路延時(shí)時(shí)間 + 中間結(jié)點(diǎn)延遲時(shí)間 + 報(bào)文傳送時(shí)間) * 報(bào)文數(shù)分組交換數(shù)據(jù)報(bào)傳輸時(shí)間 = (鏈路延時(shí)時(shí)間 + 中間結(jié)點(diǎn)延遲時(shí)間 + 分組傳送時(shí)間) * 分組數(shù)虛電路傳輸時(shí)間 = 鏈路建立時(shí)間 + (鏈路延時(shí)時(shí)間 + 中間結(jié)點(diǎn)延遲時(shí)間 + 分組傳送時(shí)間) * 分組數(shù)信元交換傳輸時(shí)間 =鏈路建立時(shí)間 + (鏈路延時(shí)時(shí)間 + 中間結(jié)點(diǎn)延遲時(shí)間 + 分組傳送時(shí)間) * 信元數(shù)差錯(cuò)控制CRC計(jì)算信息位( K )轉(zhuǎn)生成多項(xiàng)式 = K-1 à K(x)例: K = 1011001 = 7 位 1 = 從6開(kāi)

15、始= 1*x6 + 0*x5 +1*x4 + 1*x3 + 0*x2 +0*x1 + 1*x0= x6+x4+x3+1冗余位( R )轉(zhuǎn)生成多項(xiàng)式 = 和上面一樣生成多項(xiàng)式轉(zhuǎn)信息位(除數(shù)) = 和上面一樣.互轉(zhuǎn).例: G(x) = x3+x+1 = 1*x3 + 0*x2 + 1*x1 +1*x0 = 1011原始報(bào)文后面增加”0”的位數(shù). 和多項(xiàng)式的最高冪次值一樣生成校驗(yàn)碼的位數(shù)和多項(xiàng)式的最高冪次值一樣計(jì)算CRC校驗(yàn)碼,進(jìn)行異或運(yùn)算(相同=0,不同=1)網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)網(wǎng)絡(luò)時(shí)延= 本地操作完成時(shí)間和網(wǎng)絡(luò)操作完成時(shí)間之差吞吐率計(jì)算吞吐率= (報(bào)文長(zhǎng)度*(1-誤碼率) / (報(bào)文長(zhǎng)度/線速度) + 報(bào)文間空閑時(shí)間吞吐率估算吞吐率 = 每個(gè)報(bào)文內(nèi)用戶數(shù)據(jù)占總數(shù)據(jù)量之比 * (1 報(bào)文重傳概率) * 線速度吞吐率 = 數(shù)據(jù)塊數(shù) / (響應(yīng)時(shí)間 存取時(shí)間)響應(yīng)時(shí)間 = 存取時(shí)間 + (數(shù)據(jù)塊處理 / 存取及傳送時(shí)間