带宽、数据的网络传输

在说明带宽之前，先来了解一下数据是如何发送的：

一、数据的发送过程：

1. 应用程序将要传输的数据放入内存中。
2. 应用程序使用send等库函数，通知内核将传输数据放入内核缓存区。数据是以队列的形式进入的，如果数据较多，则等前一波数据发送完后，再发送另外一拨数据，具体显示为send会多调用几次
3. cpu通知网卡将内核缓冲区的数据存放到网卡缓冲区
4. 网卡将数据从字节变为二进制数字信号
5. 将二进制数字信号使用光纤或铜线传播

二、带宽的概念 

带宽:指的是数据的发送速度。100Mbps的网卡指网卡的最大传输速度是100Mbps

带宽受影响的条件有：

1. 数据传输介质的能力
2. 数据将二进制信号传送到线路的能力和另一端线路将二进制信号传送到主机的能力

其实，带宽在不同场合有多个含义，详见百度百科。

在实际使用中，我们说的

响应时间=发送时间+传播时间+处理时间

          =（数据量比特数/带宽）+（传播距离/传播速度)+处理时间

三、响应时间计算实例

假设场景：我们的web服务器托管在北京的某互联网数据中心，以10M独享带宽的方式接入互联网。位于西安的一位用户通过小区提供的1M独享带宽的方式接入互联网，他通过PC的浏览器下载该web服务器上的一个100MB大小的文件，换成比特就是800Mbit，那么响应时间和下载速度是多少呢？

 

首先，假设web服务器直接连接在交换节点A(假设就是在城域网顶级节点上，不计算下层节点的传输和转换时间)，那么从web服务器到交换节点A，因为使用了10M独享带宽，所以数据发送速度为10Mbit/s,所以这部分时间为： 

800Mbit/(10Mbit/s)=80s

然后用户接入方式为1M独享带宽，所以用户PC接入的交换节点B到用户PC的发送速度为1Mbit/s,所以这部分时间为： 

800Mbit/(1Mbit/s) = 800s

而至于以上两个交换节点A和B，我们假设它们都是所在城市的城域网顶级节点，而且它们直接通过光缆相连，带宽假设为40G，那么这部分发送时间为：

800Mbit/(40Gbit/s) = 0.02s

以上的发送时间相加就是总的发送时间。

 

传播时间，北京到西安假设为1000KM，假设信号在光纤中传输速度为2*10⁸m/s ，

1000KM/(2.0*10(8)m/s)=0.005s

那么，响应时间就出来了：

80s+800s+0.02s+0.005s = 880.025s

而下载速度为

100MByte/880.025s = 113.63KByte/s