網路頻寬

網路頻寬

網路頻寬是指在一個固定的時間內(1秒),能通過的最大位資料。就好象高速公路的車道一樣,頻寬越大,好比車道越多。網路頻寬作為衡量網路使用情況的一個重要指標,日益受到人們的普遍關註。它不僅是政府或單位製訂網路通信發展策略的重要依據,也是網際網路使用者和單位選擇網際網路接入服務商的主要因素之一。

  • 中文名稱
    網路頻寬
  • 屬 性
    聯網方式
  • 基本單位
    bit
  • 代 指
    資料傳輸率
  • 影響因素
    網路設備

​基本信息

所謂頻寬,是“頻頻寬度”的簡稱,原是通訊和電子技術中的一個術語,指通訊線路或設備所能傳送信號的範圍。而網路中的頻寬是指在規定時間內從一端流到另一端的信息量,即資料傳輸率。頻寬對模擬信號數位信號有兩種基本的套用,在本文中所說的頻寬均是指數位信號。

網路頻寬

數位信息

數位信息流的基本單位是bit(比特),時間的基本單位是s(秒),因此bit/s(比特/秒)是描述頻寬的單位,1bit/s是頻寬的基本單位。不難想象,以1bit/s的速率進行通信是如何的緩慢。幸好我們可以使用通信速率很快的設備,56K的數據機利用電話線撥接,其頻寬是56000bit/s(1K=1024bit/s), 電信ADSL寬頻上網在512Kbit/s至10Mbit/s間,而乙太網則達10Mbit/s以上(1Mbit/s=1024*1024bit/s=10^6bit/s)。

頻寬

頻寬是一個非常有用的概念,在網路通信中的地位十分重要。本文中頻寬的實際含義是在給定時間等條件下流過特定區域的最大資料位數。雖然它的概念有點抽象,但是可以用比喻來幫助理解頻寬的含義。把城市的道路看成網路,道路有雙車道、四車道也許是八車道,人們駕車從出發點到目的地,途中可能經過雙車道、四車道也許是腳踏車道。在這裏,車道的數量好比是頻寬,車輛的數目就好比是網路中傳輸的信息量。我們再用城市的供水網來比喻,供水通路的直徑可以衡量運水的能力,主水管直徑可能有2m,而到家庭的可能隻有2cm。在這個比喻中,水管的直徑好比是頻寬,水就好比是信息量。使用粗管子就意味著擁有更寬的頻寬,也就是有更大的信息運送能力。

計算方法

電腦網路、IDC機房中,其網路傳輸速率的單位用b/s(比特每秒)(或bit/s,有時也寫作bps,即bit per second)表示。

換算關系為:(參見謝希仁《電腦網路第五版》——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

在實際上網套用中,下載軟體時常常看到諸如下載速度顯示為125KB(KB/s),103KB/s等等寬頻速率大小字樣,因為ISP提供的線路頻寬使用的單位是比特,而一般下載軟體顯示的是位元組(1位元組=8比特),所以要通過換算,才能得實際值。我們以1M寬頻為例,按照換算公式換算一下:

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

理論上:2M(即2Mb/s)寬頻理論速率是:250KB/s(即2000Kb/s),實際速率大約為80---200kB/s;(其原因是受使用者電腦性能、網路設備質量、資源使用情況、網路高峰期、網站服務能力、線路衰耗,信號衰減等多因素的影響而造成的)。4M(即4Mb/s)的寬頻理論速率是:500KB/s,實際速率大約為200---440kB/s 。上行速率是指使用者電腦向網路傳送信息時的資料傳輸速率,下行速率是指網路向使用者電腦傳送信息時的傳輸速率。比如用FTP上載檔案到網上去,影響上載速度的就是“上行速率”;而從網上下載檔案,影響下載速度的就是“下行速率”。當然,在實際上載下載過程中,線路、設備(含電腦及其他設備)等的質量也會對速度造成或多或少的影響。

基本概念

假如你單位已經安裝了寬頻業務,或小區寬頻已經連到你家,現在你準備下載一個程式、一個網頁或一部電影。也許你認為正在使用服務商聲稱的全部頻寬,其實不然,這就不得不涉及到另一個概念——吞吐量。

吞吐量是指在規定時間、空間及資料在網路中所走的路徑(網路路徑)的前提下,下載檔案時實際獲得的頻寬值。由于多方面的原因,實際上吞吐量往往比傳輸介質所標稱的最大頻寬小得多。

影響因素

影響網路中頻寬和吞吐量的主要因素有:1)網路設備(交換機路由器、集線器);

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2)拓撲結構(即網路構造形狀,如星型、環狀);

3)資料類型

4)使用者的數量;

5)客戶機與伺服器(如系統匯流排、磁碟性能、網路適配器、硬體防火牆);

6)電力系統和自然災害引起的故障率。

當設計一個網路時,應該重點考慮頻寬的理論值,即在給定的條件下,理論上所具備的最大資料傳輸位數。設計的網路的速度應與介質所允許的速度相當,讓使用者使用網路時,應該考慮的是吞吐量,即使用者是否滿意實際獲得的頻寬值。當構建網路時應考慮的重要因素是介質的選擇,這又和使用者所需要的檔案下載量有關,檔案越大,需要的時間越多。有一個公式:預計下載時間=傳輸檔案尺寸/頻寬。在不考慮影響頻寬的各種因素下,根據此公式可以粗略估計已選擇的介質傳輸檔案所需要的時間。

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在網路通信中,個人或組織在使用網路時總是希望頻寬越來越寬,特別是Internet的使用,對資料傳輸的要求呈現出爆炸性的成長,因此對頻寬的要求也日甚一日。當今,新一代多媒體、影像傳輸、資料庫、網路電視的信息量猛增使得頻寬成為了嚴重的瓶頸,迫使乙太網向更高的速度發展。目前,各種開發光纖網頻寬的技術正在研究和使用中。因此,了解頻寬的作用無疑將節約大量的資金,作為一名網路設計人員,頻寬是主要的設計點。作為網路專業人士,頻寬和吞吐量是分析網路運行情況的要素。

目前,網際網路日益強大,網民人數不斷增加,伴隨而來的是網際網路公眾化時代的到來。人們對網際網路的需求不再是單一地流覽網頁、查看新聞,而是提出了多樣化的套用需求。網路遊戲、線上影視、遠程辦公、網路電視等形式的出現雖然極大地豐富了人們的生活,但同時也給互連網的頻寬提出了更加高的要求。

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