 一、什么是千兆寬帶？ 數(shù)據(jù)通信中，無論你是打電話、上網(wǎng)、看視頻等所有，在網(wǎng)線或者光纖中，實際上傳遞的都是“0”和“1”組成的一串很長的字符串，如“001110101010……”。 bit ，縮寫為b，即“位”，是計算機(jī)表示中最小單位，稱為“信息基本單位”。上文“001110101010……”這里的每一“0”或“1”都占了1bit的單位大小。  千兆，即1000M，這里就很有趣了，到底是1000Mb，還是1000MB？這個要分開來闡述一下。 首先，運(yùn)營商給你開通的千兆寬帶，是1000Mb，用的是b，而不是B。這是因為運(yùn)營商給你開通的這個寬帶，代表的是一種傳輸通道的能力，可以將數(shù)據(jù)在里面持續(xù)不斷地傳送。所以，準(zhǔn)確地說千兆寬帶的單位不是1000Mb，而是1000Mb/s，是動態(tài)的，是描述吞吐率或者流速的意思，它表示你可以用這條寬帶從互聯(lián)網(wǎng)持續(xù)獲得每秒1000Mbit的數(shù)據(jù)。 然后，我們電腦和手機(jī)中存儲的文件大小，千兆一般是指1000MB，用的是B，而不是b。這是因為文件是靜態(tài)存儲的，計算機(jī)存儲文件最常用的單位就是B。而且這里的單位就是1000MB，不是1000MB/s，和單位時間（秒），沒有關(guān)系。 最后，我們來看看下載軟件和測速軟件的顯示。有的軟件會使用MB/s作為單位，根據(jù)換算關(guān)系8bits=1byte，1000Mb/s=1000÷8=125MB/s。也就是說你家里的千兆寬帶，測速時軟件顯示速度能夠達(dá)到125MB/s或1000Mb/s，就都是正常的。 二、千兆寬帶一定可以達(dá)到千兆嗎？ 開通千兆寬帶是你家寬帶速率達(dá)到1000Mb/s的必要非充分條件。  必要條件: 一條光纖可以傳送的速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1000M/s，所以在運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)中，有一個寬帶遠(yuǎn)程接入服務(wù)網(wǎng)關(guān)，簡稱BRAS，由它來掌控你的寬帶接入帶寬。你在使用100M寬帶的時候，如果你開了很多軟件拼命下載，流量超過100M/s，這個時候多出來的流量一開始也會跑到這個光纖上，但是很快就會被BRAS發(fā)現(xiàn)，然后把多出來的流量限制住，美其名曰：流量整形（traffic shaping）。 很顯然，你想讓家里寬帶的速率達(dá)到1000M，必須先去辦理開通千兆寬帶的業(yè)務(wù)，否則你再怎么折騰，也是無濟(jì)于事的。開通業(yè)務(wù)后，前臺會把數(shù)據(jù)告知BRAS，以后BRAS就按1000M/s的標(biāo)準(zhǔn)給你做shaping啦。 非充分條件: 辦理開通千兆寬帶的業(yè)務(wù)后，你家寬帶的速率就一定能達(dá)到1000M/s了嗎？答案是不一定。而且，如果你啥也不做的情況下，很大概率是達(dá)不到。這個時候，不要著急打投訴電話，先查查家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的情況： 1、首先，需要先知道一個事情，你在辦理開通百兆升千兆寬帶的業(yè)務(wù)時，一般系統(tǒng)或者客服MM會告訴你，他們會先對你家進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)資源查勘，滿足條件后才會為你辦理。所以，在你成功開通千兆寬帶以后，運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)這一部分，絕對是滿足千兆要求的。你可以稍微關(guān)注一下，一般這時候你家的入戶線纜是光纖，如果入戶是網(wǎng)線，很可能你有錢都無法辦理升級千兆。但這個時候你應(yīng)該感到高興，因為隨著這么多年“光進(jìn)銅退”的改造，你家如果還是網(wǎng)線入戶，那妥妥是搖搖欲墜的宇宙中心學(xué)區(qū)房。 2、然后，你需要確認(rèn)一下你家戶內(nèi)布放的網(wǎng)線是5類線還是6類線，如上圖中⑤~⑦部分，一般的5類線是達(dá)不到千兆的，千兆需要使用6類及以上的網(wǎng)線，網(wǎng)線外部膠皮會有標(biāo)記其屬于哪一種型號。其實也很簡單，如果你家房子裝修是在10年前，那99%是5類線。如果你家房子是在5年內(nèi)裝修的，而且你稍微對網(wǎng)絡(luò)品質(zhì)有要求，大概率布放的就是6類線了。重新布線替換就稍微麻煩了一點(diǎn)，可能需要專業(yè)的工人幫你來操作了，需要注意的是，墻上的網(wǎng)線接線盒，最好也要改成6類的。 3、這個時候，就是要關(guān)注一下你家里設(shè)備的情況了。光貓和機(jī)頂盒一般由運(yùn)營商提供，只要開通了千兆，這兩玩意妥妥的沒有問題啦。So，你最需要關(guān)注的，就是那臺你自己買的無線路由器了。一般來說，這路由器如果你已經(jīng)用了5年以上，基本上就是百兆型號的，⑨~⑩發(fā)射的wifi無線信號到不了千兆，需要買一臺千兆無線路由器更換之。 4、最后，手機(jī)的WIFI模塊和電腦的有線網(wǎng)卡/無線網(wǎng)卡也需要支持千兆，但因為這兩玩意更新?lián)Q代特別頻繁，只要你不是特別懷舊的人，你現(xiàn)在擁有的，肯定是支持千兆的。 這個時候，你家網(wǎng)絡(luò)出來的路上的所有設(shè)備和線路都支持千兆了，你就是屬于真正擁有千兆寬帶的孩子了。大膽開起4K電視，同時邀請你的朋友去家里開黑，千兆寬帶涼颼颼，怎么都用不滿。 測試驗證: 如果你還是不放心，可以下載“網(wǎng)速管家”等測速軟件給你家網(wǎng)絡(luò)把把脈：  1、現(xiàn)階段千兆寬帶有點(diǎn)奢侈，一般人根本無法用完，所以我辦理的是500M的套餐，辦完套餐并且按照以上步驟一頓操作以后，測速顯示從73Mb/s提高到500Mb/s了。 2、有部分安卓手機(jī)，在你把家里路由器更換為千兆無線路由器以后，右上角的wifi圖標(biāo)下會有一個小小的“6”，代表你使用的是wifi 6協(xié)議，這就是千兆wifi啦。 如果按照上面步驟一頓胡亂操作以后，測速還是無法達(dá)到你購買的寬帶速率，那就拿起你的手機(jī)，撥打客服找MM聊天吧。 如果對上面的步驟有不清楚的地方，我騎共享單車去你家教你。 三、What is the meaning of “fast”？ 何為快？ 有的人覺得百米冠軍很快，有的人覺得馬拉松冠軍很快。 一般來說，除非你有怪癖，否則你掏錢把百兆升為千兆，絕不是為了用測速軟件測一下，然后心里暗爽就行了。測速軟件就像汽車的極限性能測試，最后除了列出一堆數(shù)值，并未給用戶帶來實質(zhì)的收益。 我們現(xiàn)在看看千兆寬帶能為我們的寬帶業(yè)務(wù)使用體驗，帶來什么實實在在的提升。 互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展至今，業(yè)務(wù)有成千上萬種，我們就舉2類最常見的業(yè)務(wù)來分析： 1、游戲、直播等時效性高的業(yè)務(wù)，其特點(diǎn)是逾期不候，超時太久的信息，沒有太大用處，直接跳過即可，因為后面還有新的實時內(nèi)容需要展現(xiàn)。比如游戲，你因為網(wǎng)絡(luò)差丟了幾個數(shù)據(jù)包，會看到界面直接跳幀做同步處理了，這是因為別人沒丟包，服務(wù)器處理的場景已經(jīng)走到后面了，必須用最新的內(nèi)容推送到你的終端上。球類等直播也是類似。這類業(yè)務(wù)一般使用的協(xié)議是UDP。 上述丟包的情況比較少見，但是你和服務(wù)器之間的時延，卻是伴隨你游戲的全程。你手起刀落，感覺要落下的是敵人的頭，但因為你時延大，最后在服務(wù)器那邊先接收到的是對方手起刀落，你的頭掉下了。在這里，你希望自己把一個數(shù)據(jù)包從終端傳到服務(wù)器的時延越小越好，這里的時延小，就是你希望的快，我們把這種網(wǎng)速快，暫且稱作快①。  2、瀏覽網(wǎng)頁、追劇等要求完整性連續(xù)性的業(yè)務(wù)，其特點(diǎn)是數(shù)據(jù)包按序到達(dá)，確保完整。因為缺失后會導(dǎo)致頁面顯示不完整或視頻內(nèi)容跳幀，這不是用戶想要的。這個時候，你因為網(wǎng)絡(luò)差丟了幾個數(shù)據(jù)包，會看到瀏覽器在等待或者播放器轉(zhuǎn)圈停頓，但最后都是顯示完整的頁面或者播放連續(xù)的視頻。這類業(yè)務(wù)一般使用的協(xié)議是TCP。 在這里，你希望打開一個網(wǎng)頁或者打開一個視頻時，自己從服務(wù)器獲取到足夠看到完整網(wǎng)頁或者開始流暢播放視頻的多個數(shù)據(jù)包的時延越小越好，這里等待時延小，就是你希望的快，我們把這種網(wǎng)速快，暫且稱作快②。  四、百兆升千兆，快①變快了嗎？  前面我們已經(jīng)知道，所有信息都是以“010010101……”這樣的字符串在光纖或網(wǎng)線中傳輸（網(wǎng)線部分距離很短，忽略不計），根據(jù)傳輸?shù)臅r延推算理論公式可知，光波信號經(jīng)過光纖的傳輸延時t1為： t1=(L×n)/c 式中c為真空中光速（300000km/s），L為上圖中'A端-客戶端'與'Z端-服務(wù)器端'之間的傳輸距離（km），n為光纖芯區(qū)折射率，一般取值為1.48。 很顯然，n和c 都是常數(shù)，L也不會因為你是百兆寬帶和千兆寬帶而改變，所以時延t1沒有變化。 綜上可知，百兆升千兆，快①變快了嗎？------答案是no！ 如果說快①沒有變快，是因為無法克服的距離因素，我們尚能理解； 那么快②中很顯然可以并發(fā)以更寬的帶寬去獲取資源（百兆升千兆了），應(yīng)該是要變快了？ 五、百兆升千兆，快②變快了嗎？ 打開一個網(wǎng)頁或者打開一個視頻時，自己從服務(wù)器獲取到足夠看到完整網(wǎng)頁或者開始流暢播放視頻的多個數(shù)據(jù)包，我們假設(shè)這些數(shù)據(jù)包的總量為a（MB），你的終端獲取這個a（MB）的數(shù)據(jù)包，需要的時間為t2，那么百兆升千兆以后，t2變小了嗎？ 前面我們已經(jīng)講過，這類業(yè)務(wù)用的是TCP協(xié)議。上個世紀(jì)幾個美國人發(fā)明了采用TCP/IP協(xié)議的互聯(lián)網(wǎng)，后來又有好多人發(fā)明了使用其它協(xié)議的互聯(lián)網(wǎng)，但這些人后來都被前面這幾個人的唾沫給淹死了，于是TCP/IP協(xié)議成為了事實意義上的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議并沿用至今。 TCP/IP協(xié)議是一個分為5層的協(xié)議，最高層（第5層）就是應(yīng)用層，我們所有的業(yè)務(wù)都是一個應(yīng)用程序，每一個應(yīng)用程序都會用到一個應(yīng)用層協(xié)議，比如看網(wǎng)頁用的是http協(xié)議。TCP屬于第4層的協(xié)議，如果應(yīng)用層協(xié)議是上菜給你吃的，那這一層的協(xié)議有點(diǎn)像酒店庫房管理員的角色，掌管著酒店所有食材的進(jìn)進(jìn)出出。 出來混必須要有小弟，TCP的小弟就叫UDP，一個比TCP干脆、好說話、但沒那么靠譜的家伙，游戲、直播一般使用UDP協(xié)議。 為了維持酒店菜型、菜量和菜品，作為庫房管理員，TCP是事無巨細(xì)必過問，不放過任何一根菜，其第一個特點(diǎn)就是確認(rèn)機(jī)制。  到這里，我們需要認(rèn)識一下RTT(Round-Trip Time): 往返時延。它是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中一個重要的性能指標(biāo),表示從發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)開始,到發(fā)送端收到來自接收端的確認(rèn)(接收端收到數(shù)據(jù)后便立即發(fā)送確認(rèn)),總共經(jīng)歷的時延。很顯然，RTT=t1*2，t1就是我們在快①中提到的那個時延。 一個包的大小一般在1500byte之內(nèi)，每次發(fā)送這樣的一個包，都要耗費(fèi)RTT時延，這個時候TCP也發(fā)現(xiàn)效率有點(diǎn)低下，于是發(fā)明了滑動窗口（簡稱W），滑動窗口的意思就是可以在收到確認(rèn)之前一次性往接收端發(fā)送的最大數(shù)據(jù)量，其最大值為65535 byte，即65535*8=524280bit≈525kbit＜1Mbit，遠(yuǎn)小于100M。  所以，下載速率=窗口大?。╓）/RTT，t2=a/下載速率=a*RTT/W=2a*t1/W。 a和t1與百兆千兆寬帶無關(guān)，滑動窗口W的大小是動態(tài)的，由發(fā)送端和接收端兩端進(jìn)行協(xié)商決定，和兩端之間的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量有關(guān)，丟包越多，窗口就會越小。在發(fā)送速度小于100Mbps的時候，丟包數(shù)量與百兆或者千兆寬帶無關(guān)，所以W和百兆千兆寬帶無關(guān)。 綜上，百兆升千兆，快②變快了嗎？------答案是no！ 這里確實有點(diǎn)出乎意料，讓人也有點(diǎn)難過。 小結(jié)：目前單個主流業(yè)務(wù)用不到千兆的帶寬 根據(jù)以上公式，我們知道提高下載速率的辦法有2個方向：一是提升滑動窗口大小，二是降低RTT時延。 1、最新的RFC引入了TCP窗口縮放因子，窗口縮放因子打破傳統(tǒng)TCP窗口大小(window size) 最大為65535 byte的限制，最大可達(dá)65535*2?N次方，N即為窗口縮放因子，最大值為14，這個數(shù)值就可以很大了，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過1000M。但是我們在前面講到的2類業(yè)務(wù)中，絕大多數(shù)的服務(wù)器還是把滑動窗口設(shè)置在65535以下，主要原因有2個：（1）業(yè)務(wù)不需要那么快的傳輸速度；（2）滑動窗口增大，服務(wù)器服務(wù)單個用戶的成本加大，且同時可服務(wù)的用戶減少。所以互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容提供商不需要考慮提高。 2、互聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)器集中在北上廣和各重要城市，降低RTT時延有2種辦法，一是你把房子買到北上廣，二是選擇一個把服務(wù)器放到所有城市的運(yùn)營商。 以上所述的速率公式，都是指單線程下載速率，如果服務(wù)器和客戶端之間使用多線程，那下載速率就可以達(dá)到單線程的多倍，假設(shè)線程數(shù)為n，則下載速率=n*窗口大小（W）/RTT。 C/S模式下使用多線程給單用戶服務(wù)的業(yè)務(wù)很少，P2P下載模式，對于客戶端來說，屬于多線程下載，所以速率快很多。 很顯然，當(dāng)前主流的業(yè)務(wù)還沒有到一定要使用1000M/s的速率進(jìn)行傳輸?shù)那闆r，加上成本考慮，互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容提供商主動放棄提升主流業(yè)務(wù)下載速率到100M以上的做法，使得百兆和千兆在體驗上沒有區(qū)別。 但不需要沮喪，千兆寬帶的好處還是多多的...... 六、千兆寬帶的好處①——新型千兆業(yè)務(wù)正在萌芽發(fā)展中 目前還沒有誕生非常成熟的千兆帶寬需求的業(yè)務(wù)。但已經(jīng)有一些在萌芽發(fā)展中，比如8K視頻、中國移動云盤…… 1、8K是迄今最接近人眼真實視覺的超高清視頻技術(shù)，其分辨率為7680*4320，是4K分辨率的4倍，在當(dāng)前主流的圖像壓縮率下進(jìn)行傳輸，8K視頻的傳輸速率達(dá)80Mbps~200Mbps，百兆寬帶不夠用。 2、中國移動云盤下載業(yè)務(wù)的TCP滑動窗口大小(window size) 跳過65535 byte的限制，已達(dá)261340Byte，在千兆寬帶環(huán)境下單線程的下載速率可達(dá)900Mbps了。 3、8K視頻看不了可以切換成低碼率的來觀看，移動云盤下載速率低一些，可以用時間來換，所以這兩個業(yè)務(wù)還不能算真正意義上的千兆應(yīng)用。但可以預(yù)見的是，不久的將來將誕生強(qiáng)有力的千兆帶寬需求的應(yīng)用，這類應(yīng)用必須要求帶寬達(dá)百兆以上，否則業(yè)務(wù)不能用。  七、千兆寬帶的好處②——p2p下載會變快 前面提到的業(yè)務(wù)，都是C/S模式，即客戶/服務(wù)器的模式，都是一對一的，下載速率在各種條件限制下，一般無法超過100Mbps，像百度網(wǎng)盤的下載，服務(wù)器還對普通用戶進(jìn)行限制，只有幾十Kbps，升級會員后也在100Mbps 以下。 像bitcome、flashget、暴風(fēng)影音等軟件使用p2p協(xié)議（peer-to-peer）的方式，可以實現(xiàn)一對多，對客戶端來說屬于多線程，下載速率可以很大，百兆和千兆差別很大，千兆寬帶的下載速率有可能達(dá)到1000Mps。 這種快，我們暫且稱作快③。用戶對這類網(wǎng)速快的迫切性沒有前面兩類業(yè)務(wù)那么強(qiáng)，因為下載一個大文件，100M和1000M都是可以用的，只是時間的差別而已，睡一覺，什么都好了。  八、千兆寬帶的好處③——可掛終端設(shè)備增長10倍 在強(qiáng)有力的新型千兆帶寬需求的業(yè)務(wù)誕生之前，千兆寬帶的最實用好處，便是家庭網(wǎng)絡(luò)下掛的設(shè)備可以增加10倍。隨著互聯(lián)網(wǎng)電視、智能家居等的迅猛發(fā)展，這個是非常關(guān)鍵的。 在網(wǎng)絡(luò)輕載的情況下，比如一個家庭總流量低于100Mbps，100M和1000M帶寬對主流的單個業(yè)務(wù)基本沒用或者用處很小，但站在家庭的角度，總體在高峰期超過100Mbps的風(fēng)險肯定是存在的，這時1000M寬帶卻很有用，它可以讓你沒有后顧之憂，想接多少設(shè)備就接多少設(shè)備。 總結(jié)：百兆寬帶升千兆，還是有很多好處的。千兆寬帶，值得擁有！ |
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