什么是带宽

带宽（Bandwidth）是指网络连接在单位时间内能够传输的最大数据量。通常以 bps（比特每秒）为单位，家庭宽带使用 Mbps（兆比特每秒），数据中心之间的连接则使用 Gbps（吉比特每秒）。

带宽可以用「水管的粗细」来理解。水管越粗，一次能流过的水量就越大；同理，带宽越大，一次能传输的数据量就越多。但水管的粗细与水从一端流到另一端所需的时间（延迟）无关。理解这一区别，是正确评估网络性能的第一步。

ISP 合同中标注的「下行最高 1 Gbps」是理论上限值，实际吞吐量会因网络拥塞、路由器处理能力和 Wi-Fi 信号质量等因素而波动。

带宽与延迟的区别

带宽与延迟是衡量网络性能的两大指标，但测量的对象完全不同。

单位时间内能够传输的数据量，单位为 Mbps / Gbps。相当于水管的粗细，直接影响大文件下载和 4K 视频流媒体。

数据从发送端到达目的地所需的时间，单位为毫秒（ms）。相当于水管的长度，直接影响在线游戏和视频会议的响应性。

例如，即使签约了下行 1 Gbps 的光纤线路，如果所连接的服务器位于地球另一侧，响应也会明显变慢。信号在光纤中的传播速度低于真空中的光速，而且路径并非直线，因此在全球范围的距离上，一次往返可能需要数百毫秒。反之，即使延迟足够小，如果带宽只有 1 Mbps，下载大文件仍然需要很长时间。观看视频和传输文件时，带宽是左右体感质量的主导因素；而在游戏和实时通话中，起主导作用的是延迟。

如何测量带宽

要了解自己线路的实际带宽，可以使用速度测试服务。

广泛使用的速度测试。除下行和上行带宽外，还可以测量 ping（延迟）和抖动。由于会选择地理位置较近的测量服务器，因此容易反映从家庭到 ISP 网络这一段的状况。提供浏览器版和应用版。

Netflix 提供的速度测试。由于测量的是与 Netflix 服务器之间的实际带宽，可以作为判断 ISP 是否对特定服务限速（throttling）的依据。

面向网络工程师的命令行工具。可以在自有服务器之间测量带宽，不依赖外部服务即可进行准确测量。同时支持 TCP 和 UDP。

测量时需要注意，通过 Wi-Fi 连接时无线状况会成为瓶颈，因此想了解线路本身的速度时应使用有线 LAN 连接测量。此外，不同时段的拥塞情况也会变化，因此在早晨、白天和夜间多次测量以掌握趋势非常重要。

各使用场景的带宽需求参考

所需带宽由该服务收发的数据量（比特率）决定。主要服务都会正式公布推荐值，因此选择线路时先确认这些数值最为可靠。以下是按单台设备考虑的思路。

网页浏览和邮件：每个页面的传输量较小，所需带宽比观看视频低一个数量级。感到显示缓慢时，原因往往不在带宽，而在延迟或服务器端的响应。
视频流媒体：Netflix 在官方帮助中推荐，高清（720p）需要 3 Mbps 以上，全高清（1080p）需要 5 Mbps 以上，超高清（4K）需要 15 Mbps 以上的线路速度。分辨率越高，所需带宽也越大。
视频会议：Zoom 在官方系统要求中给出，以 1080p 进行群组通话时需要上行 3.8 Mbps / 下行 3.0 Mbps，接收画廊视图时需要 2.0 Mbps（25 分屏）/ 4.0 Mbps（49 分屏）。伴随屏幕共享时，上行带宽更为重要。
在线游戏：游戏进行中的通信以频繁收发小数据包为主，左右体感的是延迟和抖动，而不是带宽。另一方面，下载游戏本体或更新时，带宽会直接决定所需时间。
远程办公（VPN 连接）：使用 VPN 时，加密和封装会增加报头，同时经由 VPN 服务器会使路径变长，两者叠加，因此在同一条线路上，实际速度往往低于直接连接。下降的幅度会随协议、到服务器的距离以及终端的处理性能而变化，无法用统一的数值表示。如果日常工作中长期使用，选择有余量的带宽更为稳妥。

在多台设备同时通信的家庭中，各自所需的带宽会累加。全家同时观看 4K 时，需要预留相应台数的带宽。

ISP 限速（Throttling）

ISP（互联网服务提供商）为了缓解整个网络的拥塞，有时会在特定条件下有意限制用户的带宽。这称为限速（throttling）。

流量上限限速：超出合同规定的每月流量后降低速度的方式。阈值和限速后的速度因合同而异，条件会在资费方案说明或服务条款中写明。在移动线路上较为常用。
时段限速：在使用集中的时段分配带宽，以防止线路拥塞的方式。以哪些时段为对象，取决于运营商的设备状况。
服务限速：对视频流媒体、P2P 文件共享等大量消耗带宽的通信进行选择性限制的方式。这属于网络中立性（net neutrality）的议题，允许到何种程度在各个国家和制度中处理方式不同。

怀疑存在限速时，可以比较 fast.com（Netflix 服务器）与 Speedtest（通用服务器）的结果。如果只有 fast.com 的结果格外缓慢，则 ISP 可能在选择性地限制视频流媒体。使用 VPN 时通信内容会被加密，ISP 难以识别目标服务，因此可能较不容易受到按服务实施的限制。不过效果有限，对于识别 VPN 隧道本身并加以限速的做法无效，隧道之外的通信（单独设置的 DNS、设为排除的应用）同样得不到保护。

常见误解

带宽越大，网速就越快: 带宽决定的是数据传输量，而非响应速度（延迟）。即使拥有 1 Gbps 的连接，如果延迟很高，网页加载仍然会感觉很慢。大文件下载依赖带宽，但游戏和视频通话的流畅度取决于延迟。
合同标称速度就是实际速度: ISP 标示的最大 1 Gbps 是理论上限值（尽力而为），实际达到的速度低于该值属于常态。低多少取决于路径上哪一处成为瓶颈，无法用固定的比例表示。线路拥塞、路由器性能、Wi-Fi 无线状况、目标服务器的处理能力等多个瓶颈共同左右实际速度。
上行和下行带宽是一样的: 大多数家庭光纤和有线宽带采用非对称设计，下行（下载）带宽远大于上行（上传）。对于视频观看和文件下载来说没有问题，但视频会议的屏幕共享或上传大文件时，上行带宽可能成为瓶颈。

带宽 (Bandwidth)