速率、带宽、吞吐量#

视频讲解 https://www.bilibili.com/video/BV14inz6CELz/

计算机网络的性能指标 · 第一讲

一句话#

三个词都在说「快」，但一个量的是频率范围、一个量的是能到多快、一个量的是实际跑多快。

一、速率#

速率（rate）指连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据的速率，也叫数据率（data rate）或比特率（bit rate）。

• 单位是 bit/s（比特每秒），书里也写作 b/s 或 bps。
• 速率往往指额定速率或标称速率，不是网络实际运行的速率——这是它和吞吐量的根本区别。

b 与 B 相差 8 倍#

书中特别提醒：网络书籍里用 b/s 表示 bit/s 时，b 代表 bit，不是 byte。

所以「千兆宽带」是 1000 Mbit/s，换成我们下载时看到的字节单位：

1000 Mbit/s ÷ 8 = 125 MB/s

这也是为什么办了千兆宽带，下载速度最快只有一百多兆。

二、带宽#

2.1 本义：频域里的一段频率范围#

带宽（bandwidth）本来指某个信号具有的频带宽度，也就是信号的各种不同频率成分所占据的频率范围。

• 单位：赫兹（Hz）
• 例：某信道带宽为 3 kHz，意思是这个信道能传送的信号，最高频率与最低频率之差是 3 kHz
• 通俗理解：像一条路有多宽——说的是路面的宽度

2.2 在计算机网络里：最高数据率#

在计算机网络中，带宽用来表示网络中某通道传送数据的能力，即单位时间内某信道所能通过的最高数据率。

• 单位变成 bit/s，与速率的单位一致
• 教材原话：「在'带宽'的以上两种表示方法中，前者是频域中的概念，后者是时域中的概念。」

2.3 为什么能共用一个词#

因为两者是同一件事的两端：

频率范围越宽  →  能同时通过的频率成分越多  →  每秒能承载的波形越多  →  最高数据率越高
      Hz                                                              bit/s

物理上的钩子就是上一讲「信道的极限容量」里的香农公式——赫兹卡住了比特的顶。正因为 Hz 决定了 bit/s 的上限，工程师干脆把 Hz 这个词借过来，直接用它指代那个上限。

三、吞吐量#

吞吐量（throughput）表示单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的实际数据量。

• 单位同样是 bit/s
• 教材原话：「吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制。」
• 教材举例：一个带宽为 1 Gbit/s 的以太网，其吞吐量可能只有 100 Mbit/s，甚至更低。为什么低？协议开销、多用户竞争、误码重传，都在吃掉那部分额度。

所以：

吞吐量 ≤ 带宽（额定速率）

带宽是天花板，吞吐量是真实成绩。

四、瓶颈链路#

一条端到端的路径往往由好几段链路串起来，带宽各不相同。这时吞吐量由最窄的那一段决定，这段就叫瓶颈链路（bottleneck link）。

教材的例子：主机 A 通过速率为 100 Mbit/s 的网络和速率为 10 Mbit/s 的网络，向主机 B 传送文件，则

吞吐量 = min(100, 10) = 10 Mbit/s

生活里的对应：你办了千兆宽带，但机房那头只给你百兆，你实际就是百兆。

五、三个词一张表#

一句话串起来：速率说快慢，带宽说上限，吞吐量说实际。

六、留给下一集的问题#

这一集只回答了「能跑多快」。还有一个更日常的问题没碰：

数据从这头到那头，到底要花多少时间？

下一集讲时延——发送、传播、处理、排队，四个加在一起。

依据表#

说明：「带宽」的时域含义与香农公式的衔接属于跨节串联，两处口径都来自同一本教材，不冲突。