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网络带宽

网络带宽是指在一个固定的时间内(1秒),能通过的最大位数据。就好象高速公路的车道一样,带宽越大,好比车道越多。网络带宽作为衡量网络使用情况的一个重要指标,日益受到人们的普遍关注。它不仅是政府或单位制订网络通信发展策略的重要依据,也是互联网用户和单位选择互联网接入服务商的主要因素之一。

所谓带宽,是“频带宽度”的简称,原是通讯和电子技术中的一个术语,指通讯线路或设备所能传送信号的范围。而网络中的带宽是指在规定时间内从一端流到另一端的信息量,即数据传输率。带宽对模拟信号数字信号有两种基本的应用,在本文中所说的带宽均是指数字信号。

数字信息

数字信息流的基本单位是bit(比特),时间的基本单位是s(秒),因此bit/s(比特/秒)是描述带宽的单位,1bit/s是带宽的基本单位。不难想象,以1bit/s的速率进行通信是如何的缓慢。幸好我们可以使用通信速率很快的设备,56K的调制解调器利用电话线拨号上网,其带宽是56000bit/s(1K=1024bit/s), 电信ADSL宽带上网在512Kbit/s至10Mbit/s间,而以太网则达10Mbit/s以上(1Mbit/s=1024*1024bit/s=10^6bit/s)。

带宽

带宽是一个非常有用的概念,在网络通信中的地位十分重要。本文中带宽的实际含义是在给定时间等条件下流过特定区域的最大数据位数。虽然它的概念有点抽象,但是可以用比喻来帮助理解带宽的含义。把城市的道路看成网络,道路有双车道、四车道也许是八车道,人们驾车从出发点到目的地,途中可能经过双车道、四车道也许是单车道。在这里,车道的数量好比是带宽,车辆的数目就好比是网络中传输的信息量。我们再用城市的供水网来比喻,供水管道的直径可以衡量运水的能力,主水管直径可能有2m,而到家庭的可能只有2cm。在这个比喻中,水管的直径好比是带宽,水就好比是信息量。使用粗管子就意味着拥有更宽的带宽,也就是有更大的信息运送能力。

计算机网络、IDC机房中,其网络传输速率的单位用b/s(比特每秒)(或bit/s,有时也写作bps,即bit per second)表示。

换算关系为:(参见谢希仁《计算机网络第五版》k(kb/s) = 10^3,M(Mb/s) = 10^6, G(Gb/s) = 10^9)

----------------- 1Byte=8bit 1B=8b 1B/s=8b/s(或1Bps=8bps)

----------------- 1Kb/s=1024b/s=1024/8B/s=125B/s

----------------- 1Mb/s=1024*1024b/s=1024Kb/s=1024/8KB/s=125KB/s

在实际上网应用中,下载软件时常常看到诸如下载速度显示为125KB(KB/s),103KB/s等等宽带速率大小字样,因为ISP提供的线路带宽使用的单位是比特,而一般下载软件显示的是字节(1字节=8比特),所以要通过换算,才能得实际值。我们以1M宽带为例,按照换算公式换算一下:

1Mb/s=1000*1000b/s=1000Kb/s=1000/8KB/s=125KB/s

理论上:2M(即2Mb/s)宽带理论速率是:250KB/s(即2000Kb/s),实际速率大约为80---200kB/s;(其原因是受用户计算机性能、网络设备质量、资源使用情况、网络高峰期、网站服务能力、线路衰耗,信号衰减等多因素的影响而造成的)。4M(即4Mb/s)的宽带理论速率是:500KB/s,实际速率大约为200---440kB/s 。上行速率是指用户电脑向网络发送信息时的数据传输速率,下行速率是指网络向用户电脑发送信息时的传输速率。比如用FTP上传文件到网上去,影响上传速度的就是“上行速率”;而从网上下载文件,影响下载速度的就是“下行速率”。当然,在实际上传下载过程中,线路、设备(含计算机及其他设备)等的质量也会对速度造成或多或少的影响。

假如你单位已经安装了宽带业务,或小区宽带已经连到你家,现在你准备下载一个程序、一个网页或一部电影。也许你认为正在使用服务商声称的全部带宽,其实不然,这就不得不涉及到另一个概念吞吐量。

吞吐量是指在规定时间、空间及数据在网络中所走的路径(网络路径)的前提下,下载文件时实际获得的带宽值。由于多方面的原因,实际上吞吐量往往比传输介质所标称的最大带宽小得多。

影响网络中带宽和吞吐量的主要因素有:1)网络设备(交换机路由器、集线器);

2)拓扑结构(即网络构造形状,如星型、环状);

3)数据类型

4)用户的数量;

5)客户机与服务器(如系统总线、磁盘性能、网络适配器、硬件防火墙);

6)电力系统和自然灾害引起的故障率。

当设计一个网络时,应该重点考虑带宽的理论值,即在给定的条件下,理论上所具备的最大数据传输位数。设计的网络的速度应与介质所允许的速度相当,让用户使用网络时,应该考虑的是吞吐量,即用户是否满意实际获得的带宽值。当构建网络时应考虑的重要因素是介质的选择,这又和用户所需要的文件下载量有关,文件越大,需要的时间越多。有一个公式:预计下载时间=传输文件尺寸/带宽。在不考虑影响带宽的各种因素下,根据此公式可以粗略估计已选择的介质传输文件所需要的时间。

在网络通信中,个人或组织在使用网络时总是希望带宽越来越宽,特别是Internet的使用,对数据传输的要求呈现出爆炸性的增长,因此对带宽的要求也日甚一日。当今,新一代多媒体、影像传输、数据库、网络电视的信息量猛增使得带宽成为了严重的瓶颈,迫使以太网向更高的速度发展。目前,各种开发光纤网带宽的技术正在研究和使用中。因此,了解带宽的作用无疑将节约大量的资金,作为一名网络设计人员,带宽是主要的设计点。作为网络专业人士,带宽和吞吐量是分析网络运行情况的要素。

目前,互联网日益强大,网民人数不断增加,伴随而来的是互联网公众化时代的到来。人们对互联网的需求不再是单一地浏览网页、查看新闻,而是提出了多样化的应用需求。网络游戏、在线影视、远程办公、网络电视等形式的出现虽然极大地丰富了人们的生活,但同时也给互连网的带宽提出了更加高的要求。

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