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網(wǎng)絡(luò)工程師常用計(jì)算公式大全
為了方便廣大計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)者，yjbys小編下面為你整理了網(wǎng)絡(luò)工程師經(jīng)常用到的計(jì)算公式，希望對你有所幫助。
單位的換算
1字節(jié)(B)=8bit 1KB=1024字節(jié)1MB=1024KB 1GB=1024MB 1TB=1024GB
通信單位中K=千，M=百萬
計(jì)算機(jī)單位中K=210，M=220
倍數(shù)剛好是1024的冪
^為次方;/為除;*為乘;(X/X)為單位
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
定長編碼:碼長>=log2
變長編碼:將每個(gè)碼長*頻度，再累加其和
平均碼長=每個(gè)碼長*頻度
流水線計(jì)算
流水線周期值等于最慢的那個(gè)指令周期
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
流水線吞吐率=任務(wù)數(shù)/完成時(shí)間
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–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訪問周期時(shí)間+Cache失效率*主存訪問周期時(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容量塊數(shù))log2
Cache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)塊長充=B1(記錄數(shù)據(jù)所需長度)+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+D
R(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/帶速=[(N/塊化因子)*(塊間間隔)]/帶速
每塊容量=記錄長度*塊化系數(shù)
每塊長度=容量/(記錄密度)
存儲(chǔ)記錄的塊數(shù)=磁帶總帶長/(每塊長度+每塊容量)
磁帶容量=每塊容量*塊數(shù)
磁盤常見技術(shù)指標(biāo)計(jì)算公式
雙面盤片要*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×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)/1024/1024=50MB]
or
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*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×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×位密度×轉(zhuǎn)速
[例:(10cm×10×3.14159×250位/mm×120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，最長等待時(shí)間=磁盤旋轉(zhuǎn)周期N ms/周*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
(自由選擇順逆時(shí)鐘時(shí)，最長等待時(shí)間為半圈，最短為無須旋轉(zhuǎn))
平均等待時(shí)間=(最長時(shí)間+最短時(shí)間)/2
平均尋道時(shí)間=(最大磁道的平均最長尋道時(shí)間+最短時(shí)間)/2
最大磁道的平均最長尋道時(shí)間=(最長外徑+圓心)/2
操作系統(tǒng)
虛存地址轉(zhuǎn)換
(((基號(hào))+段號(hào))+頁號(hào))*2n+頁內(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*線路長度/傳播速度/幀長
數(shù)據(jù)速率*傳播延遲/幀長
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=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/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=2*(網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)速率*最大段長/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/(網(wǎng)絡(luò)段長/傳播速度+幀長/網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)速率)
網(wǎng)絡(luò)利用率E
E=吞吐率/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+2Tphy
T=2S/0.7C+2Tphy+8Tr
S=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)長度*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
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=1022
IP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=255.255.252.0
Vlsm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->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
2^k-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 K(x)
例:K=1011001=7位–1=從6開始
=1*x^6+0*x^5+1*x^4+1*x^3+0*x^2+0*x^1+1*x^0
=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*x^3+0*x^2+1*x^1+1*x^0=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)文長度*(1-誤碼率))/((報(bào)文長度/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*數(shù)據(jù)塊數(shù))
數(shù)據(jù)塊處理/存取及傳送時(shí)間=(響應(yīng)時(shí)間–存取時(shí)間)/數(shù)據(jù)塊數(shù)
有效資源利用率計(jì)算
有效利用率=實(shí)際吞吐率/理論吞吐率
例:=(7Mb/s*1024*1024*8)/(100Mb/s*1000*1000)=0.587
組網(wǎng)技術(shù)
(adsl)計(jì)算文件傳輸時(shí)間
T=(文件大小/*換算成bit)/(上行或下行的速度Kb)/*以mb速度*/
如24M 512kb/s T=(24*1024*1024*8)/(512*1000)=393秒
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