网络工程师常用计算公式大全

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网络工程师常用计算公式大全

　　为了方便广大计算机学习者，yjbys小编下面为你整理了网络工程师经常用到的计算公式，希望对你有所帮助。

　　单位的换算

　　1字节(B)=8bit 1KB=1024字节1MB=1024KB 1GB=1024MB 1TB=1024GB

　　通信单位中K=千，M=百万

　　计算机单位中K=210，M=220

　　倍数刚好是1024的幂

　　^为次方;/为除;*为乘;(X/X)为单位

　　计算总线数据传输速率

　　总线数据传输速率=时钟频率(Mhz)/每个总线包含的时钟周期数*每个总线周期传送的字节数(b)

　　计算系统速度

　　每秒指令数=时钟频率/每个总线包含时钟周期数/指令平均占用总线周期数

　　平均总线周期数=所有指令类别相加(平均总线周期数*使用频度)

　　控制程序所包含的总线周期数=(指令数*总线周期数/指令)

　　指令数=指令条数*使用频度/总指令使用频度

　　每秒总线周期数=主频/时钟周期

　　FSB带宽=FSB频率*FSB位宽/8

　　计算机执行程序所需时间

　　P=I*CPI*T

　　执行程序所需时间=编译后产生的机器指令数*指令所需平均周期数*每个机器周期时间

　　指令码长

　　定长编码:码长>=log2

　　变长编码:将每个码长*频度，再累加其和

　　平均码长=每个码长*频度

　　流水线计算

　　流水线周期值等于最慢的那个指令周期

　　流水线执行时间=首条指令的执行时间+(指令总数-1)*流水线周期值

　　流水线吞吐率=任务数/完成时间

　　流水线加速比=不采用流水线的执行时间/采用流水线的执行时间

　　存储器计算

　　存储器带宽:每秒能访问的位数单位ns=10-9秒

　　存储器带宽=1秒/存储器周期(ns)*每周期可访问的字节数

　　(随机存取)传输率=1/存储器周期

　　(非随机存取)读写N位所需的平均时间=平均存取时间+N位/数据传输率

　　内存片数：(W/w)*(B/b)W、B表示要组成的存储器的字数和位数;

　　w、b表示内存芯片的字数和位数

　　存储器地址编码=(第二地址–第一地址)+1

　　{例:[(CFFFFH-90000H)+1]/[(16K*1024)*8bit]}

　　内存位数：log2(要编址的字或字节数)

　　Cache计算

　　平均访存时间：Cache命中率*Cache访问周期时间+Cache失效率*主存访问周期时间

　　[例:(2%*100ns+98%*10ns)+1/5*(5%*100ns+95%*10ns)=14.7ns]

　　映射时，主存和Cache会分成容量相同的组

　　cache组相联映射主存地址计算

　　主存地址=(主存容量块数*字块大小)log2(主存块和cache块容量一致)

　　[例:128*4096=219(27*212)]

　　主存区号=(主存容量块数/cache容量块数)log2

　　Cache访存命中率=cache存取次数/(cache存取次数+主存存取次数)

　　磁带相关性能公式

　　数据传输速率(B/s)=磁带记录密度(B/mm)*带速(mm/s)

　　数据块长充=B1(记录数据所需长度)+B2(块间间隔)

　　B1=(字节数/记录)*块因子/记录密度

　　读N条记录所需时间:T=S(启停时间)+R+D

　　R(有效时间)=(N*字节数/记录)/传输速度

　　D(间隔时间)=块间隔总长/带速=[(N/块化因子)*(块间间隔)]/带速

　　每块容量=记录长度*块化系数

　　每块长度=容量/(记录密度)

　　存储记录的块数=磁带总带长/(每块长度+每块容量)

　　磁带容量=每块容量*块数

　　磁盘常见技术指标计算公式

　　双面盘片要*2因为最外面是保护面又-2 N*2-2

　　非格式化容量=位密度*3.14159*最内圈址径*总磁道数

　　[例:(250*3.14*10*10*6400)/8/1024/1024=59.89MB]

　　总磁道数=记录面数*磁道密度*(外直径-内直径)/2

　　[例:8面*8*(30-10)/2*10=6400]

　　每面磁道数=((外径-内径)/2)×道密度

　　每道位密度不同，容易相同

　　每道信息量=内径周长×位密度

　　[例:10cm×10×3.14159×250位/mm=78537.5位/道]

　　格式化容量=每道扇区数*扇区容量*总磁道数

　　[例:(16*512*6400)/1024/1024=50MB]

　　格式化容量=非格式化容量×0.8

　　平均传输速率=最内圈直径*位密度*盘片转速

　　[例:[2*3.14*(100/2)]*250*7200/60/8=1178Kb/s]

　　数据传输率=(外圈速率+内圈速率)/2

　　外圈速率=外径周长×位密度×转速

　　[例:(30cm×10×3.14159×250位/mm×120转/秒)/8/1024=3451.4539 KB/s]

　　内圈速率=内径周长×位密度×转速

　　[例:(10cm×10×3.14159×250位/mm×120转/秒)/8/1024=1150.4846 KB/s]

　　数据传输率(3451.4539+1150.4846)/2=2300.9693 KB/s

　　存取时间=寻道时间+等待时间

　　处理时间=等待时间+记录处理时间

　　(记录处理最少等待时间=0，最长等待时间=磁盘旋转周期N ms/周*记录道数)

　　移动道数(或扇区)=目标磁道(或扇区)-当前磁道(或扇区)

　　寻道时间=移动道数*每经过一磁道所需时间

　　等待时间=移动扇区数*每转过一扇区所需时间

　　读取时间=目标的块数*读一块数据的时间

　　数据读出时间=等待时间+寻道时间+读取时间

　　减少等待时间调整读取顺序能加快数据读取时间

　　平均等待时间=磁盘旋转一周所用时间的一半

　　(自由选择顺逆时钟时，最长等待时间为半圈，最短为无须旋转)

　　平均等待时间=(最长时间+最短时间)/2

　　平均寻道时间=(最大磁道的平均最长寻道时间+最短时间)/2

　　最大磁道的平均最长寻道时间=(最长外径+圆心)/2

　　操作系统

　　虚存地址转换

　　(((基号)+段号)+页号)*2n+页内偏移网络流量与差错控制技术最高链路利用率

　　a:帧计数长度

　　a可以是传播延迟/发一帧时间

　　数据速率*线路长度/传播速度/帧长

　　数据速率*传播延迟/帧长

　　停等协议最高链路利用率E=1/(2a+1)

　　W:窗口大小

　　滑动窗口协议E=W/(2a+1)

　　P:帧出错概率

　　停等ARQ协议E=(1-P)/(2a+1)

　　选择重发ARQ协议

　　若W>2a+1则E=1-P

　　若W<=2a+1则E=W(1-P)/(2a+1)

　　后退N帧ARQ协议

　　若W>2a+1则E=(1-P)/(1-P+NP)

　　若W<=2a+1则E=W(1-P)/(2a+1)(1-P+NP)

　　CSMA/CD常用计算公式

　　网络传播延迟=最大段长/信号传播速度

　　冲突窗口=网络传播延迟的两倍.(宽带为四倍)

　　最小帧长=2*(网络数据速率*最大段长/信号传播速度)

　　例:Lmin=2*(1Gb/s*1/200 000)=10 000bit=1250字节

　　性能分析

　　吞吐率T(单位时间内实际传送的位数)

　　T=帧长/(网络段长/传播速度+帧长/网络数据速率)

　　网络利用率E

　　E=吞吐率/网络数据速率

　　以太网冲突时槽

　　T=2(电波传播时间+4个中继器的延时)+发送端的工作站延时+接收站延时

　　即T=2*(S/0.7C)+2*4Tr+2Tphy

　　T=2S/0.7C+2Tphy+8Tr

　　S=网络跨距

　　0.7C=电波在铜缆的速度是光波在真空中的0.7倍光速

　　Tphy=发送站物理层时延

　　Tr=中继器延时

　　快速以太网跨距

　　S=0.35C(Lmin/R–2 Tphy-8Tr)

　　令牌环网

　　传输时延=数据传输率*(网段长度/传播速度)

　　例:4Mb/s*(600米/200米/us)us=12比特时延(1us=10-6秒)

　　存在环上的位数=传播延迟(5us/km)*发送介质长度*数据速率+中继器延迟

　　路由选择

　　包的发送=天数*24小时(86400秒)*每秒包的速率

　　IP地址及子网掩码计算

　　可分配的网络数=2网络号位数

　　网络中最大的主机数=2主机号位数-2例:10位主机号=210-2=1022

　　IP和网络号位数取子网掩码

　　例:IP:176.68.160.12网络位数:22

　　子网:ip->二进制->网络号全1，主机为0->子网前22位1，后为0=255.255.252.0

　　Vlsm复杂子网计算

　　Ip/子网编码

　　1.取网络号.求同一网络上的ip

　　例:112.10.200.0/21前21位->二进制->取前21位相同者(ip)/(子网)

　　2.路由汇聚

　　例:122.21.136.0/24和122.21.143.0/24判断前24位->二进制->取前24位相同者10001000 10001111

　　系统可靠性:

　　串联:R=R1*R2*....RX

　　并联:R=1-(1-R1)*(1-R2)*...(1-RX)

　　pcm编码

　　取样:最高频率*2

　　量化:位数=log2^级数

　　编码量化后转成二进制

　　海明码信息位:

　　k=冗余码

　　n=信息位

　　2^k-1>=n+k

　　数据通信基础

　　信道带宽

　　模拟信道W=最高频率f2–最低频率f1

　　数字信道为信道能够达到的最大数据速率

　　有噪声

　　香农理论C(极限数据速率b/s)=W(带宽)*log2(1+S/N(信噪比))

　　信噪比dB(分贝)=10*log10 S/N S/N=10^(dB/10)

　　无噪声

　　码元速率B=1/T秒(码元宽度)

　　尼奎斯特定理最大码元速率B=2*W(带宽)

　　一个码元的信息量n=log2 N(码元的种类数)

　　码元种类

　　数据速率R(b/s)=B(最大码元速率/波特位)*n(一个码元的信息量/比特位)=2W*log2 N

　　交换方式传输时间

　　链路延迟时间=链路数*每链路延迟时间

　　数据传输时间=数据总长度/数据传输率

　　中间结点延迟时间=中间结点数*每中间结点延迟时间

　　电路交换传输时间=链路建立时间+链路延迟时间+数据传输时间

　　报文交换传输时间=(链路延时时间+中间结点延迟时间+报文传送时间)*报文数

　　分组交换

　　数据报传输时间=(链路延时时间+中间结点延迟时间+分组传送时间)*分组数

　　虚电路传输时间=链路建立时间+(链路延时时间+中间结点延迟时间+分组传送时间)*分组数

　　信元交换传输时间=链路建立时间+(链路延时时间+中间结点延迟时间+分组传送时间)*信元数

　　差错控制

　　CRC计算

　　信息位(K)转生成多项式=K-1　K(x)

　　例:K=1011001=7位–1=从6开始

　　=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)转生成多项式=和上面一样

　　生成多项式转信息位(除数)=和上面一样，互转

　　例:G(x)=x3+x+1=1*x^3+0*x^2+1*x^1+1*x^0=1011

　　原始报文后面增加“0”的位数和多项式的最高幂次值一样，生成校验码的位数和多项式的最高幂次值一样，计算CRC校验码，进行异或运算(相同=0，不同=1)

　　网络评价

　　网络时延=本地操作完成时间和网络操作完成时间之差

　　吞吐率计算

　　吞吐率=(报文长度*(1-误码率))/((报文长度/线速度)+报文间空闲时间

　　吞吐率估算

　　吞吐率=每个报文内用户数据占总数据量之比*(1–报文重传概率)*线速度

　　吞吐率=数据块数/(响应时间–存取时间)

　　响应时间=存取时间+(数据块处理/存取及传送时间*数据块数)

　　数据块处理/存取及传送时间=(响应时间–存取时间)/数据块数

　　有效资源利用率计算

　　有效利用率=实际吞吐率/理论吞吐率

　　例:=(7Mb/s*1024*1024*8)/(100Mb/s*1000*1000)=0.587

　　组网技术

　　(adsl)计算文件传输时间

　　T=(文件大小/*换算成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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