Bandwidth là một khái niệm chỉ tốc độ truyền tải dữ liệu của đường truyền. Bandwidth ảnh hưởng đến rất nhiều mặt của internet. Vậy bandwidth là gì? Tại sao nó lại quan trọng như vậy?

Bandwidth là gì?

Băng thông mạng (bandwidth network) là dung lượng liên kết truyền thông mạng có dây hoặc không dây. Dùng để truyền lượng dữ liệu tối đa từ điểm này đến điểm khác thông qua mạng máy tính hoặc kết nối internet trong một khoảng thời gian nhất định – thường là một giây. Đồng nghĩa với dung lượng, bandwidth mô tả tốc độ truyền dữ liệu. Bandwidth không phải là thước đo tốc độ mạng như nhiều người nghĩ – một quan niệm sai lầm phổ biến.

Cách hoạt động của Bandwidth là gì?

Kết nối dữ liệu càng có nhiều bandwidth, càng có nhiều dữ liệu có thể gửi và nhận cùng một lúc. Bandwidth có thể được so sánh với lượng nước có thể chảy qua một đường ống. Ống càng lớn thì càng có nhiều nước chảy qua nó cùng một lúc.

Bandwidth hoạt động trên nguyên tắc tương tự. Vì vậy, với dung lượng của liên kết truyền thông hoặc đường ống càng cao. Thì càng nhiều dữ liệu có thể truyền qua nó mỗi giây. 

Những users cuối trả tiền cho dung lượng kết nối mạng của họ. Do đó, dung lượng liên kết càng lớn, thì giá thành cũng càng đắt.

Bandwidth và Speed?

Thuật ngữ bandwidth và tốc độ (speed) thường được sử dụng thay thế cho nhau. Nhưng nó không hề chính xác. Nguyên nhân của sự nhầm lẫn một phần có thể là do việc sử dụng chúng trong các quảng cáo của internet service providers (ISPs), đề cập đến tốc độ cao hơn. Trong khi chúng thực sự có nghĩa là bandwidth.

Về cơ bản, tốc độ đề cập đến vận tốc mà dữ liệu có thể được gửi đi. Trong khi định nghĩa của bandwidth là dung lượng (capacity) cho tốc độ đó. Bây giờ ta xét lại phép ẩn dụ về nước như ở trên. Speed đề cập đến tốc độ nước chảy qua một đường ống. Còn bandwidth liên quan đến đường kính của đường ống. Để tránh nhầm lẫn, sẽ hợp lý hơn khi sử dụng thuật ngữ bandwidth (hoặc bandwidth capacity) và tốc độ mạng. Thay vì sử dụng tốc độ bandwidth.

Tại sao Bandwidth lại quan trọng?

Ở bất kỳ vị trí triển khai nhất định nào, chẳng hạn như nhà cửa hoặc kinh doanh. Đều có bandwidth limits. Có nghĩa là, chỉ có rất nhiều không gian trong đường ống để dữ liệu chảy qua. Vì lý do này, nhiều thiết bị ở một vị trí phải chia sẻ bandwidth. Một số thiết bị, chẳng hạn như TV, có bandwidth cao hơn. Trong khi tablets thường sử dụng ít hơn nhiều so với TV. Mặc dù speed và bandwidth không thể hoán đổi cho nhau. Nhưng bandwidth lớn hơn là điều cần thiết nếu speed có thể duy trì được trên nhiều thiết bị.

Cách đo lường bandwidth là gì?

Bandwidth thông thường được biểu thị bằng bits mỗi giây(bps). Nhưng các liên kết mạng hiện đại có dung lượng lớn hơn. Nên nó thường được đo bằng hàng triệu bits mỗi giây (Mbps). Hoặc thậm chí hàng tỷ bits mỗi giây (Gbps).

Bandwidth connections có thể đối xứng, có nghĩa là dung lượng dữ liệu giống nhau theo cả hai hướng để upload hoặc download dữ liệu. Hoặc không đối xứng, khi dung lượng download và upload không bằng nhau. Trong các kết nối không đối xứng, dung lượng upload thường nhỏ hơn dung lượng download. 

Những cân nhắc khi tính toán bandwidth

Các tiến bộ công nghệ đã làm cho một số phép tính bandwidth phức tạp hơn trước. Đồng thời, chúng có thể phụ thuộc vào loại liên kết mạng đang được sử dụng.

Ví dụ: cáp quang (optical fiber) sử dụng các loại sóng ánh sáng khác nhau và time-division multiplexing có thể truyền nhiều dữ liệu hơn thông qua một kết nối tại một thời điểm. Điều này làm tăng bandwidth của nó một cách hiệu quả.

Bandwidth hiệu quả, là tốc độ đường truyền đáng tin cậy cao nhất mà một liên kết có thể cung cấp. Nó có thể được đo bằng kiểm tra bandwidth nơi mà trong đó dung lượng của liên kết được xác định bằng cách đo nhiều lần khoảng thời gian cần thiết để một file cụ thể rời khỏi điểm gốc và tải xuống thành công tại điểm đến.

Tính toán bandwidth

Ngoài việc kiểm tra, các tổ chức cần tính toán xem họ cần bao nhiêu bandwidth để chạy tất cả các ứng dụng trên mạng của họ. Để tìm ra dung lượng họ cần, các tổ chức phải tính toán số lượng users tối đa có thể sử dụng kết nối mạng tại một thời điểm. Sau đó nhân số đó với dung lượng bandwidth mà mỗi ứng dụng yêu cầu.

Để tính toán bandwidth cần thiết cho cloud, điều quan trọng là phải biết dung lượng cần thiết để gửi và nhận lưu lượng truy cập từ public clouds. Dung lượng có thể bị ảnh hưởng bởi bất kỳ sự tắc nghẽn nào trên các kết nối được sử dụng để tiếp cận các cloud providers công cộng. Đặc biệt nếu dữ liệu đó được truyền qua internet.

Khi xem xét lượng bandwidth mà một ứng dụng cụ thể sẽ cần, có hai bước cơ bản để tính toán yêu cầu bandwidth:

• Xác định lượng mạng bandwidth khả dụng. Được biểu thị bằng bytes trên giây (Bps).
• Xác định mức sử dụng trung bình theo yêu cầu của từng ứng dụng cụ thể. Được biểu thị bằng bytes trên giây.

Sau khi xác định được bandwidth của mạng, cần xem từng ứng dụng đang sử dụng bao nhiêu bandwidth. Kiểm tra bandwidth có thể được sử dụng để phát hiện số byte mỗi giây mà ứng dụng gửi đi thông qua mạng.

Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của bandwidth là gì?

Dung lượng tối đa của kết nối mạng chỉ là một yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất mạng. Packet lost, độ trễ (latency) và (jitter) chập chờn đều có thể làm giảm thông lượng mạng. Khiến cho một liên kết high-capacity hoạt động như một liên kết với bandwidth khả dụng ít hơn.

Một đường dẫn mạng end-to-end thường bao gồm nhiều liên kết mạng. Mỗi liên kết có dung lượng bandwidth khác nhau. Do đó, liên kết có bandwidth thấp nhất thường được mô tả là nút cổ chai (bottleneck). Vì kết nối có bandwidth thấp nhất có thể giới hạn dung lượng dữ liệu tổng thể của tất cả các kết nối trong đường dẫn.

Bandwidth theo yêu cầu

Bandwidth tối đa có sẵn cho các liên kết giao tiếp chuyên dụng thường được bán với giá ấn định theo tháng. Tuy nhiên, bandwidth on demand – còn được gọi là dynamic bandwidth allocation, hoặc burstable bandwidth. Đây là một tùy chọn cho phép người đăng ký tăng lượng bandwidth khả dụng tại các thời điểm cụ thể. Hoặc cho các mục đích cụ thể. Bandwidth on demand là một kỹ thuật có thể cung cấp thêm dung lượng trên một liên kết truyền thông. Từ đó để đáp ứng các đợt bùng nổ lưu lượng dữ liệu tạm thời. Đây là lúc mà yêu cầu nhiều băng thông hơn.

Trả tiền theo lưu lượng sử dụng

Thay vì dự phòng mạng với các liên kết chuyên dụng đắt tiền, bandwidth on demand được cung cấp bởi service providers. Nó thường được sử dụng trong các mạng diện rộng (WANs). Nhằm tăng dung lượng khi cần thiết cho một sự kiện cụ thể hoặc tại một thời điểm cụ thể trong ngày. Sử dụng kỹ thuật này, bandwidth trên mạng viễn thông dùng chung có thể được tăng lên. Đồng thời, users chỉ phải trả cho bandwidth bổ sung mà họ sử dụng.

Bandwidth on demand có sẵn thông qua nhiều service providers. Bởi vì các liên kết mạng mà họ cung cấp cho khách hàng thêm bandwidth có sẵn thông qua nó. Nhưng khách hàng chỉ phải trả cho dung lượng họ cần. Ví dụ: liên kết 100 Mbps có thể tăng lên đến gigabit. Vì dịch vụ provider’s connection có dung lượng khả dụng. Chẳng hạn người dùng cần nhiều hơn bandwidth tối đa tuyệt đối có sẵn trên liên kết đó. Khi đó một kết nối vật lý khác sẽ được yêu cầu.

Đôi khi, một service provider sẽ cho phép khách hàng vượt quá giới hạn bandwidth đã đăng ký của họ. Và không tính thêm phí sử dụng bandwidth.

SD-WAN giảm nhu cầu bandwidth

Công nghệ Software-defined WAN (SD-WAN) cung cấp cho khách hàng thêm dung lượng. Vì nó làm cho bandwidth thêm nhiều đa kênh kết nối, thay vì một có sẵn cho users. Chúng thường bao gồm kết nối Multiprotocol Label Switching (MPLS). Hoặc các loại bandwidth chuyên dụng khác, cộng với liên kết broadband internet hoặc kết nối cellular.

Cách điều chỉnh bandwidth là gì?

ISPs hay quản trị mạng đôi khi cố điều chỉnh tốc độ – lên hoặc xuống – của dữ liệu truyền qua mạnh. Việc này được thực hiện qua phương pháp bandwidth throttling. Có nhiều lý do khác nhau cho việc bandwidth throttling. Bao gồm hạn chế tắc nghẽn mạng, đặc biệt là trên các mạng truy cập công cộng. ISP có thể sử dụng bandwidth throttling để giảm mức sử dụng của một user hoặc lớp users cụ thể. Ví dụ: với định giá theo bậc, một nhà cung cấp dịch vụ có thể đưa ra một menu bandwidth tải lên và tải xuống. ISP cũng có thể điều chỉnh (throttle) bandwidth để sử dụng hết mức cho tất cả users trên mạng. 

Việc sử dụng bandwidth throttling đã bị chỉ trích bởi những người ủng hộ trung lập. Họ nói rằng có các động cơ chính trị hoặc kinh tế đằng sau việc thực hiện bandwidth throttling. Và họ có mục tiêu không công bằng đến các phân khúc dân số.

Kiểm tra Throttling Bandwidth

Để xem liệu ISP có phải là throttling bandwidth, bạn có thể chạy một bài kiểm tra tốc độ. Speed tests đo tốc độ giữa thiết bị (device) và một test server. Sử dụng kết nối internet của thiết bị. ISPs cung cấp speed tests từ các trang web. Và những bài kiểm tra riêng cũng có sẵn từ các dịch vụ Speedtest. Tuy nhiên, vì nhiều yếu tố có thể ảnh hưởng đến kết quả của speed test. Nên thường thực hiện nhiều bài kiểm tra vào các thời điểm khác nhau trong ngày. Đồng thời nên sử dụng các server khác nhau có sẵn thông qua trang web kiểm tra tốc độ.

Một số người cũng đề xuất cài đặt virtual private network (VPN) nếu bạn đang tìm kiếm những kết quả kiểm tra tốc độ chính xác hơn.

Ngoài ra còn có các công cụ giám sát network bandwidth để giúp xác định các vấn đề về hiệu suất. Chẳng hạn như bộ router bị lỗi hoặc máy tính bị nhiễm vi-rút trên mạng. Như đã nói ở trên, bandwidth monitoring cũng có thể giúp quản trị mạng lập kế hoạch tốt hơn cho sự phát triển mạng trong tương lai. Ngoài ra còn biết được vị trí nào trong mạng cần dung lượng bandwidth nhiều nhất. Các công cụ giám sát cũng có thể giúp quản trị viên xem liệu ISP của họ có tuân theo thỏa thuận cấp dịch vụ (service-level agreement) (SLA) trong hợp đồng của họ hay không.

Điều tiết (throttling) truyền dữ liệu 

Data transfer throttling – việc hạn chế có chủ đích số lượng dữ liệu kỹ thuật số (digital data). Đặc biệt cho mục đích ngăn chặn thư rác hoặc truyền tải email hàng loạt thông qua một network server. Đây có thể được coi là một hình thức khác của bandwidth throttling. Nếu nó được thực hiện trên quy mô đủ lớn, data transfer throttling có thể kiểm soát sự lây lan của vi-rút máy tính. Thậm chí cả worms hoặc phần mềm độc hại khác thông qua internet.

Theo SearchNetworking.

Tìm hiểu thêm:
>>> DNS Server là gì? Cách thức DNS Server phân giải một tên miền như thế nào?
>>> NGINX là gì? NGINX có thể làm được gì?
>>> Kali Linux là gì? & tính ứng dụng của Kali Linux