网络带宽有关概念说明和问题探究.docx

网络带宽有关概念说明和问题探索一、相关名词概念解释所谓带宽，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。带宽对模拟信号和数字信号有两种基本的应用，目前专线级的网络带宽（一般是光纤接入）对应的是数字信号。数字信息基本单位是bit（比特）。bit（比特）亦称二进制位，指二进制中的一位，是信息的最小单位。因此bit/s（比特/秒）是描述带宽的单位，1bits是带宽的基本单位。网络带宽的实际含义是指特定时间内（一般计量单位是秒）从网络A节点至B节点可通过的最高数据率，即每秒多少bit（比特）。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。例如：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2cmO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。带宽计算方法网络传输速率的单位用bs（比特每秒）（或Rts,有时也写作bps,即bitperSeCOnd）表示。所以我们通常说的50M带宽，是指支持最大网络传输速率50MbSo在通信领域和计算机领域应，特别注意数量单位'千'、'兆'、“吉”等的英文缩写所代表的数值。计算机中通常的数量单位用字节作为度量单位，“千字节”的“千”用大写K表示，它等于2%即/024,而不是1000。“兆”用大写M表示，为1024K。“吉”用大写G表示，为1024M。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176KBs,103KBs等宽带速率大小字样。这里的大写B不是bit（比特）的大写，而是另外一个意思，表示字节（Byte）,而且IByte=8bi3所以要通过换算，才能得实际值。我们以100M宽带为例，按照换算公式换算一下：100Mbs=100*1024*1024bs=100*1024Kbs=100*10248KBs=12.8MBSo也就是说IooM（即IoOMbs）宽带理论下载最大速率是：12.8MBs,实际可用速率大约为11-9MBs之间；（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、所访问网站服务能力、线路衰耗，信号衰减等多因素的影响而造成的）。带宽包括上行和下行双向速率。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（含计算机及其他网络中各种防火墙、路由器、交换机等设备）的质量也会对速度造成或多或少的影响。二、影响网络带宽质量原因（一）局域网端影响网络带宽质量的主要因素。1 .网络设备影响。网络设备主要有，防火墙、交换机、路由器、集线器，一般来说，网络层级越多，特别是串联在网络端的安全设备越多，对网速的衰减越大。实际使用中，一般交换机和路由器的处理能力和配置较超前（中心用的是千兆级别的）对网速几无影响。影响较大的是局域网内部一头一尾两端设备。一个是防火墙和其他安全防护设备，此类产品需要处理和过滤网络中传输的信息，查找危险数据源，对网速的影响较大，一般限制策略越多，对网速影响越大，设备越陈旧，对网速影响越大。另一个是到网络终端的有线或无线集线器（路由），有些有线集线器比较老旧，最大传输速率只有10Mbs,大于IoMb/s的网速就受限制，但目前主流有线集线器都在千兆；目前主流应用无线集线器的最大理论处理速率在IlMbs300Mbs之间，网速较有线路由稳定性差，而且在距离较远处会衰减，所以一般通过无线集线器上网网速会低于相同网络中有线集线器上网网速。2 .网络拓扑结构的影响。局域网中无意形成了网络回路，数据包会不断发送和校验数据，从而影响整体网速。如果局域网当局域网规模不是很大，终端电脑数量不是很多，组网结构不是很复杂的时候，网络回路现象往往很少会发生；可是在一些组网规模较大的局域网工作环境中,由于组网结构复杂、终端电脑数量较多，要是网络管理操作不小心,无意间将备用线缆同时用上时，那么局域网中就可能形成网络回路。比方说，某单位局域网的网络线缆从中心机房的核心交换机上接到二楼配线间的楼层交换机上，再从二楼楼层交换机上接到办公室，同时从中心机房的核心交换机上又引出一条备用线路直接连到二楼办公室，如果同时将这几条网络线缆接通的话，那么二楼办公室到中心机房之间就会构成网络回路，那么上网数据包就会反复不断地向外发送以及进行数据校验操作，这样一来势必就会影响到局域网网络的传输速度。解决由网络回路引起的网速变慢故障现象，我们可以启用局域网核心交换机的网络环回测试功能，利用该功能我们可以快速地查看到究竟哪个交换端口下面存在网络环路现象，找到存在网络环路现象的交换端口后进行排查。当然，为了防止发生网络环路现象，我们在组建局域网、进行网络布线时，必须要养成良好的布线习惯：每条网络线缆的显眼位置处打上标签说明，同时对使用备用线缆的位置要做好详细记录，以备日后排查故障时查看使用。3 .网络病毒的影响。较为典型的是蠕虫病毒和ARP攻击病毒。蠕虫病毒是通过Email散发的蠕虫病毒对网络速度的影响严重，危害性极大。这种病毒导致被感染的用户只要一上网就不停地往外发邮件，病毒选择用户个人电脑中的随机文档附加在用户机子的通讯簿的随机地址上进行邮件发送。成百上千的这种垃圾邮件有的排着队往外发送，有的又成批成批地被退回来堆在服务器上。造成个别骨干互联网出现明显拥塞，网速明显变慢，使局域网近于瘫痪。ARP攻击病毒，是针对以太网地址解析协议（ARP）的一种攻击病毒。此种攻击可让攻击者取得局域网上的数据封包甚至可篡改封包，且可让网络上特定计算机或所有计算机无法正常连接。因此，我们必须及时升级所用杀毒软件；计算机也要及时升级、安装系统补丁程序，同时卸载不必要的服务、关闭不必要的端口，以提高系统的安全性和可靠性。4 .计算机性能影响。计算机影响网速的配件主要是网卡，老式有线网卡有处理能力小于IooMb/s的，但现在的计算机一般都是千兆网卡，不影响网速。目前主流无线网卡处理能力一般在11-300Mbs左右，对上网网速有一定的限制。另外，计算机CPU、内存等性能不高，或者中病毒，会影响网络数据处理能力，让人感觉网速变慢。（一）宽带运营商带宽质量要素。衡量宽带运营商带宽质量主要有如下几点：1 .上下行速率是否对称。一般宽带运营商的对用户带宽的下行速率都能保证，上行带宽就差别很大，有的能达到上行速率的50-70%,有的甚至只有10%到5%o发生此类情况的现象是我们发现从网站下载文件速度正常，需要给别人传输数据时，速度就很慢。一般家庭带宽用户此类问题较严重，商业带宽特别是带固定IP地址的商用带宽很少有此类问题。2 .访问国内主要网络主干线速率。国内的互联网主要由电信、联通、铁通、教育网等几张全国性的大网组成，其中60%的宽带接入用户、65%的内容资源及主要的国际出口带宽都集中在中国电信手中（2010年数据）。各大网络之间通过主干网节点、NAP节点（带安全机制的连接点）互相连接，或者通过第三方接入，其中全国网间互联总流量中有83%流经中国电信网络（2010年数据）。二级运营商包括全国性的长城宽带、方正宽带，还有区域性的电信通（北京及周边地区）等运营商，包括广电系统的宽带接入都得从几家一级运营商租赁一定的带宽资源。主流的二级运营商与一级运营商电信、联通、铁通互联互通的带宽以及一级运营商之间的互联互通带宽都比较宽裕，不会成为普通商业用户带宽瓶颈。一般而言宽带用户接教育网的需求较少，需求小导致接入成本高，所以教育网资源丰富的二级运营商，带宽价格会稍高一些。3 .网速是否稳定。网速是否稳定分三种情况。一种是网速时快时慢，不稳定，网速时快时慢的表现是打开普通视频会经常卡住。主要有如下原因：一是从运营商到用户的距离过长，节点过多（地处远郊区）。二是网络节点上路由等设备性能老化，导致性能下降。三是从机房拉到用户的网线老化，或是网线太长，丢包（数据包）率高。后两种原因造成的网速不稳现在已很少见。一种是网速在特定时间比如白天较快，比较正常，晚上9点之后网速很慢，商业用户正好相反。一般这样的问题是运营商号称的独享带宽实际是许多用户共享的带宽。这种情况小区带宽和只用来上网的商业带宽较多。带IP地址，给机房、服务器拉的专线很少会出现这样的情况。还有一种网速不稳，也即是网速忽然降低、甚至是断网一段时间，一般是临时出现的。这种情况一年很少出现，一般有个两三次。这种情况一般是运营商升级改造主机房、线路故障造成的。一般信誉好的运营商因为机房和设备较新、有较多冗余，线路节点多，升级或者故障时，导致断网的几率较小。二级运营商偶尔会出现断网情况，这也是二级运营商带宽价格比一级运营商低的原因之一。不过随着二级运营商对机房、数据中心的投入加大，主流二级运营商的商业带宽也越来越少出现断网现象。4 .国际出口带宽资源是否丰富。据2012年底数据，国家批准的可以直接连接internet的6家网络，拥有的国际出口的带宽数(Mbps)分别是，中国电信1048848(1049G),中国联通586,257(586G),中国移动(加铁通)互联网206,563(206G),中国教育和科研计算机网35,500(35G),中国科技网22,600(22G),中国国际经济贸易互联网2,全国共计1,899,798(1899G)o从我国的国际网络出口看，中国电信的国际网络出口最多，中国电信的国际出口骨干网设置在北京、上海和广州；中国联通的出口骨干网则主要集中在北京和广州两地。所以以上三地某种意义上充当着“信息海关”的作用，对来往信息进行监管、过滤。由于此三地离国际出口很近，这也是上述三个城市的商用带宽较其他地区贵的原因之一。二级运营商与一级运营商在国际网络出口资源方面无法比拟，越高端的业务，两者价格差异越大。所以跨国公司总部和有较多海外业务的企业一般都租用中国电信或中国联通的顶级网络带宽（电信、联通产品大致分三档，一般上网用户是一档，国内服务器带宽是一档，国际带宽加强业务是一档）。（三）二级运营商商业带宽价格为何较一级运营商便宜那么多二级运营商商业带宽价格较一级运营商相同档次产品通常便宜一半，只是一级运营商的顶级带宽六至七分之一。以上说的机房、设备较少，时有断网，国际出口资源缺乏只是原因之一，还有一个较大的原因是二级运营商普遍使用了“穿i三量”（详见附件）。所谓穿透流量，是指一些公司在中国电信或中国联通购买带宽后，并不自己使用，而是转手卖给铁通、广电等弱势运营商赚取差价的流量，有些甚至就是从中国电信和中国联通的省或地市级分支机构内部直接流出的流量。由此，弱势运营商获得接入带宽的价格仍远低于中国电信的结算标准，往往能低至30万元/G/月甚至更多（2010年数据）。也就是说弱势运营商、二级运营商按工信部或者一级运营商的有关规定是需要直接与中国电信或者中国联通总部按标准结算的，但他们通过第三方渠道（非运营机构，一级运营商对较大的非运营机构结算标准较低），或者通过一级运营商内部最便宜的节点接入，从而降低了运营成本。附件:流量穿透文章来源：百度百科一些公司在中国电信购买带宽后，并不自己使用，而是转手卖给铁通、广电等弱势运营商赚取差价。尽管如此，弱势运营商获得接入带宽的价格仍远低于中国电信的结算标准，往往能低至30万元/G/月甚至更多。中国互联网接入史上最惨烈的一场“清洗”正在拉开大幕。“到今天为止，铁通的带宽出口已经中断41Gbps,占铁通所有带宽的近20%。”9月17日，一位铁通人士向财经国家周刊记者透露。而据财经国家周刊记者获得的一份铁通内部文件，从8月12日至9月9日，短短27天内，仅广东铁通就爆发了37477件用户投诉，38443用户拒绝缴费，并已有28210用户面临退网。在这场行业震动中，除铁通外，还有多家厂商“受伤”，震动波及的互联网用户或将超过1000万用户。中国电信是震源所在。2010年8月上旬，中国电信下发内部文件要求，各省公司对高带宽和专线接入进行清理，除骨干核心正常互联互通点外，清理所有其他运营商和互联单位等的穿透流量接入。风暴至此展开，至今未止。运营商内部人士认为，中国电信希望借助既定行业法规打击弱势运营商和广电，增加竞争对手的运营成本，从而最终稳固自身的宽带市场。“黑白名单”与其他电信业务一样，互联网也以互联互通为基础，用户互相访问会产生流量，当用户访问其他网络，产生的流量就需要彼此结算，以弥补建设网络和提供服务的成本。此时，谁向谁结算，结算多少钱，是关键问题。目前，国内运营商之间的互联互通主要有三种方式：一是骨干网间直联，二是通过NAP点互联，三是通过第三方接入。但无论哪一种方式，都要产生网间结算。按照工信部规定，为补偿中国电信和联通的骨干网投资，网络结算方式为其他运营商向它们单向结算。“向中国电信结算其实没有问题，问题在于，中国电信现在把单向结算变成了打击竞争对手的核武器。”一位运营商人士说。按照工信部规定，目前有两种网间结算方式，一是通过国家交换中心节点互联，其他网络以100o元/月/M的价格结算；二是各网络与中国电信或联通直接接入，结算费用自行协商。但在实际操作中，中国电信却设立了“黑白名单”，予以差别定价。财经国家周刊记者获得的一份内部资料显示，中国电信对45M以上的互联网专线接入划分了两类用户，一类是联通、铁通、移动3家基础运营商，以及教育网、长城宽带两家全国性单位，必须由中国电信集团直接受理业务。此外，中信网络和广电机构所属单位这两家地域性单位，必须由中国电信集团审批后才可受理协议。除了上述用户外的其他用户属于第二类，中国电信省级公司可直接受理业务，但也要进行价格管控，避免为第一类用户提供转接。一位运营商人士透露，中国电信给两类用户的待遇差异巨大。第一类用户的结算价格一般都高达100万元/G/月以上，第二类用户的结算价格则一般只有25万42万元/G/月。一位IDC厂商负责人透露，在一些地区，二类客户向中国电信购买带宽的价格甚至低达10万元/G/月。“中国电信的意图很明显，就是通过制定远高于市场价格的结算标准，抬高竞争对手的带宽接入成本，从而遏制竞争对手的宽带业务发展，维持自身的垄断地位。”一位地方运营商人士表Zjo这一价格令其他运营商难以接受。“如果按照中国电信要求的结算标准，即使不考虑发展和维护用户的成本，除了所有的宽带业务收入，铁通每年还要再掏6亿元，才能支付向中国电信缴纳的结算费用。”上述铁通内部人士说，根据国资委最新公布的国资委央企2009年运营情况，铁通2009年营业收入80.4亿元，利润总额8.9亿元，而如果全部依照中国电信要求的110万元/G/月标准，铁通仅网间结算费用，一年就要向中国电信支付逾30亿元。铁通的困境并非特例，其他弱势运营商也面临同样“赔本打工”的尴尬局面。但由于中国60%的宽带接入用户、65%的内容资源及主要的国际出口带宽都集中在中国电信手中，网间互联总流量中有83%流经中国电信网络，弱势运营商与中国电信的网间结算不可避免。清洗“流量穿透”尽管如此，弱势运营商依然找到了一线生机：一些公司在中国电信购买带宽后，并不自己使用，而是转手卖给铁通、广电等弱势运营商赚取差价。尽管如此，弱势运营商获得接入带宽的价格仍远低于中国电信的结算标准，往往能低至30万元/G/月甚至更多。在业内，这条路径被称为“流量穿透”，正是中国电信此次铁腕斩断的“清洗目标”。对于“流量穿透”，中国电信一直高度抵制。在此前一份内部材料中，中国电信认为，“竞争对手千方百计各地询价，以多种方式低价接入电信骨干网，目的是降低成本使其在宽带市场有降价空间”，并估算当时“流量穿透”使竞争对手单个用户平均成本可下降25元/月。”除此之外，业内通行的潜规则是，强势运营商会不时对弱势运营商的直接接入“做手脚”，降低其用户体验，以增强自身竞争力。而“流量穿透”以后，弱势运营商得以绕开这一关卡。有意思的是，虽然多年来中国电信一直严防死守，但各地的“流量穿透”却并未消失，甚至有不断增长之势。“关键原因在于局部利益。”一位电信内部人士透露，对于电信的地方公司来说，清理流量会影响业务规模和业绩，而且在很多转手倒卖带宽公司的背后，隐现着电信内部员工的影子，所以始终屡清不绝。“此外，由于市场竞争压力日益增大，'流量穿透的需求也越来越大，已经从小打小闹变成有组织的大规模穿透。弱势运营商往往是A省被中国电信卡流量，就立刻调整路由，利用流量穿透从B省跨省疏通流量。”“通过第三方迂回接入中国电信，已经是弱势运营商的普遍行为。”这位人士透露，互联网流量最大，用户最为集中的北京、上海、广东、浙江等省市，是流量穿透最密集的地方，也成为中国电信此次清查和打击的重点区域。“比如广东，过去大半个月来已经至少有10家公司被中断网络接入。”一位广东运营商人士透露。在此次“大清洗”中，大量互联网用户也受到池鱼之殃。据业内人士透露，从8月初中国电信开始清理至今，联通、铁通、中移动、长城宽带乃至地方广电机构等互联网接入厂商，都受到不同程度的冲击，用户投诉、退网量大幅增加，且用户与运营商之间的矛盾在不断激化。强硬的背后与以往清理“流量穿透”相比，中国电信此次态度强硬，很多业内人士都认为“要动真格了”。在内部通知中，中国电信集团要求，各省公司要按要求自查自纠，查实违规接入立即清退并向集团公司报备，不得以其他理由拖延整改。为防止地方公司因为业绩或利益搞小动作，中国电信还要求各省对其他省的异常流量进行举报，由集团核查后严肃处理。此外，中国电信还出台了严厉的惩罚标准：一旦查实，首月加倍扣减违规省级公司业务收入100万元，此后每月按100万元递增扣减业务收入。“显然，中国电信的目标很明确，就是以高压政策清洗'内鬼。”不愿具名的运营商人士说。该人士认为，伴随三网融合渐进，手握内容和播控资源的广电系统将由散兵游勇整合为集团军，这令中国电信感到压力，这是促使中国电信下决心加大清理力度的关键原因。20()8年的电信重组之后，三大运营商已经逐渐形成相对错位的竞争格局。中移动在稳步发展TD同时，深耕2G用户，积极推动LTE,整体策略是以守为攻；联通则凭借WCDMA的标准优势，借势iPhone发力3G,其目标重在抢夺移动高端市场；而手握宽带优势资源、CDMA产业链却相对较弱的中国电信，在移动通信市场更多是以守待攻，目标是以宽带市场为突破点，以全业务整合的方式对局其他运营商。这意味着，宽带业务的成败已成中国电信存亡之命脉。在宽带市场，中移动和联通并不构成威胁，蓄势待发的广电却有可能直接威胁中国电信腹地。业内人士分析说，由于广电运营商拥有直达用户家中的全国有线电视网络，有能力突破中国电信对驻地网的天然封锁，以较低价格向用户提供高带宽接入；同时，在三网融合大势下，全国各地的300多家广电运营商有望整合为一家全国范围的“第四运营商”，从而逐步摆脱对电信运营商的依赖，向个人、家庭乃至集团客户提供宽带服务。就在不久前，广电总局副局长张海涛在公开场合透露，广电总局正在抓紧组建国家级广播电视网络公司，组建的总体思路和基本原则已报中央批准。而按照广电总局的NGB（下一代广播电视网）规划，到2015年建设规模化的覆盖全国的运营网络，单用户实际接入速率将达到IOoM,足以与中国电信正面对决。但是，只要单向结算政策不变，即使广电网络建成，依然绕不开中国电信和联通。所以，中国电信此次清理第三方接入，也被业内人士视作封堵广电反击通路的未雨绸缪之举。网间结算政策待调“按照现有政策，'流量穿透的行为确实属于违规，但问题在于，多年前出台的政策已经与当前市场情况有所脱节。”在采访中，多位运营商人士及专家表示。自中国互联网普及至今，接入市场大多数的恩怨、沉浮与矛盾，背后都与网间结算有关。围绕这一核心命题的争议之多，矛盾之烈，讨论者之众，远超其他产业问题。2001年，信产部首次出台网间结算办法。此后数年，该办法一直受到质疑。反对者认为，单向结算意味着，弱势运营商不但要为网内用户访问强势运营商的内容付费，还要为强势运营商使用自身内容服务买单，这有失公平。此外，网间结算的成本和费率如何确定，也成为争议焦点。2004年、2006年和2007年，信产部三度修改网间结算办法过程中，都只是对网间结算费用等细节问题进行调整，单向结算的游戏规则一直保留。“更无奈的是，即使每次只是细节修改，都是有弱势运营商的牺牲代价才得以推动。”一位互联网运营商人士说。一个例子是，2006年7月，在基础运营商中首家拿到全国连锁网吧经营牌照的联通壮士断臂，全面关停旗下网吧一度超过2500家的联通网苑业务；同年，铁通在6个省市的连锁网吧业务也全部关闭。两公司关停网吧业务的原因，都是不堪当时的中国电信和网通打击。此事引发巨大震动，次年，信产部再度修改网间结算办法，结算资费从最高220万/G/月，下降到100万元/G/月，这也是多次修改中，变动最大的一次。3年之后，随着互联网接入成本的下降，100万元/G/月的价格再次变得高高在上。“市场的格局已经发生了新的变化，我们期待政府再一次调整网间结算政策。”一位运营商人士呼吁说，虽然对改变结算方式不抱期望，但如果能下调互联网交换中心结算价格，并由政府协调主导运营商与弱势运营商直联结算价格下调至合理区间，对弱势运营商来说，也已算是满意结果。“在最坏的情况下，即使政府只是允许'流量穿透'，也能避免弱势运营商被逼上末路。”该人士说。