Bandwidth là gì? Cách tối ưu hoá băng thông bạn nên biết

Tìm hiểu những khái niệm cơ bản về băng thông (bandwidth) và một số kỹ thuật tối ưu hóa băng thông mạng trong bài viết này của TotHost nhé!

Trong lĩnh vực mạng máy tính, bandwidth thường được đo bằng đơn vị bit trên giây (bps). Hiện nay, các mạng máy tính thường có tốc độ băng thông lên đến hàng triệu bit trên giây (Mbps) hoặc thậm chí hàng tỷ bit trên giây (Gbps). Chúng ta hãy bắt đầu với câu hỏi “Băng thông là gì?"

1. Bandwidth (băng thông) là gì?

Bandwidth, hay còn gọi là băng thông, là thuật ngữ dùng để chỉ lượng dữ liệu được truyền trong một giây. 

Thông thường, bandwidth được biểu diễn bằng số bit, kilobit, megabit hoặc gigabit có thể được truyền trong một giây; các tổ chức và nhà cung cấp dịch vụ internet (ISP) đo băng thông bằng megabit mỗi giây (Mbps) hoặc gigabit mỗi giây (Gbps). 

Tương đồng với khả năng, bandwidth mô tả tốc độ chuyển dữ liệu. Tuy nhiên, bandwidth không phải là một đo lường cho tốc độ của mạng – đây là một khái niệm sai lầm phổ biến.

2. Cách Bandwidth hoạt động?

Một kết nối dữ liệu có bandwidth càng lớn, càng nhiều dữ liệu nó có thể gửi và nhận cùng một lúc. Về cơ bản, băng thông có thể được so sánh với lượng nước có thể chảy qua một ống. Càng rộng đường kính của ống, càng nhiều nước có thể chảy qua nó cùng một lúc. Băng thông hoạt động dựa trên nguyên lý tương tự. Tuy nhiên, chi phí của mạng sẽ tăng lên khi bandwidth tăng lên. 

3. Băng thông và tốc độ mạng

Băng thông và tốc độ mạng thường bị hiểu lầm và coi như những thứ giống nhau. Tuy nhiên, trong thuật ngữ kỹ thuật chính xác, băng thông và tốc độ mạng là hai khái niệm khác nhau nhưng đều liên quan đến mạng.

Băng thông cụ thể đề cập đến khả năng mà mạng có thể truyền dữ liệu (upload hoặc download). Ví dụ, nếu băng thông của một mạng là 40 Mbps, điều này ngụ ý rằng mạng không thể truyền dữ liệu nhanh hơn 40 Mbps trong bất kỳ trường hợp nào.

Mặt khác, tốc độ mạng đề cập đến tốc độ thực sự mà dữ liệu được truyền tải trong mạng. Tốc độ của mạng phụ thuộc vào các yếu tố của mạng và thiết bị, chẳng hạn như giao thức được sử dụng cho việc truyền dữ liệu, khả năng tiếp nhận mạng không dây hoặc có dây của thiết bị và khả năng của máy chủ xử lý việc truyền dữ liệu cho nhiều máy khách. Băng thông thấp cũng ảnh hưởng đến tốc độ mạng.

Bảng so sánh giữa băng thông và tốc độ mạng

4. Đo lường Bandwidth

4.1. Đơn vị đo băng thông

Ban đầu, băng thông được đo bằng số bit trên giây và ký hiệu bằng bps. Tuy nhiên, mạng ngày nay đã có băng thông lớn hơn nhiều so với đơn vị nhỏ như vậy. Vì vậy, hiện nay, chúng ta sử dụng các đơn vị đo băng thông lớn hơn như Megabit trên giây (Mbps), Gigabit trên giây (Gbps) hoặc Terabit trên giây (Tbps). Cụ thể:

• Kilobit = 1.000 bits.
• Megabit = 1.000 kilobit = 1.000.000 bits.
• Gigabit = 1.000 megabit = 1.000.000.000 bits.
• Terabit = 1.000 gigabit = 1.000.000.000.000 bits.

Ngoài ra, sau Terabit còn có các đơn vị Petabit, Exabit, Zettabit và Yottabit, mỗi đơn vị này gấp 10 lần đơn vị đo liền trước nó.

Ngoài phương thức đo bằng bit trên giây, băng thông cũng có thể được biểu thị bằng byte trên giây, ký hiệu là Bps. Ví dụ, nếu có một tốc độ truyền dữ liệu là 100 Megabyte mỗi giây, thì chúng ta sẽ biểu thị nó là 100 MB/s hoặc 100 MBps.

4.2. Cách đo bandwidth

Có hai phần mềm phổ biến được sử dụng để đo lường băng thông là Test TCP (TTCP) và PRTG Network Monitor:

• Test TCP (TTCP): Đây là một công cụ được dùng để đo lường thông lượng trên mạng IP Networks giữa hai máy chủ. Trong quá trình đo, một máy chủ sẽ đóng vai trò là bên nhận, trong khi máy chủ còn lại đóng vai trò là bên gửi. Cả hai bên sẽ hiển thị số lượng byte được truyền đi và thời gian mà gói tin mất để chuyển từ bên gửi tới bên nhận.
• PRTG Network Monitor: Đây là một công cụ cung cấp biểu đồ và giao diện đồ họa để theo dõi xu hướng băng thông trong thời gian dài hơn. Ngoài ra, PRTG cũng có khả năng đo lường lưu lượng truyền tải giữa các giao diện mạng khác nhau.

Để đo lường băng thông, tổng lưu lượng nhận và gửi trong một khoảng thời gian cụ thể sẽ được tính toán. Kết quả của phép đo sẽ được biểu thị dưới dạng số bit trên giây (bps).

Một phương pháp đo băng thông khác là truyền một hoặc nhiều tệp tin đã biết kích thước và đếm thời gian truyền. Sau đó, kết quả sẽ được chuyển đổi thành bps bằng cách chia kích thước tệp cho thời gian truyền cần thiết.

5. Các dạng Bandwidth

Tùy thuộc vào từng phương tiện và tiêu chí cụ thể, băng thông được phân chia thành các loại như sau:

• Dựa vào phạm vi sử dụng:
  - Băng thông trong nước: Dùng để trao đổi, tương tác giữa các máy chủ trong cùng một quốc gia. Loại băng thông này phù hợp cho việc sử dụng mạng nội bộ của bạn.
  - Băng thông quốc tế: Thường được sử dụng để trao đổi, tương tác giữa các máy chủ ở các quốc gia khác nhau. Nếu cáp quốc tế bị đứt, bạn sẽ không thể truy cập các trang web nước ngoài hoặc trong trường hợp truy cập vẫn có thể thực hiện, tốc độ tải trang sẽ chậm hơn nhiều so với bình thường.

• Dựa vào dung lượng sử dụng:
  - Băng thông được cam kết: Loại này cung cấp cho bạn một dung lượng băng thông cố định theo cam kết để kết nối mạng. Khi bạn sử dụng hết dung lượng này, bạn sẽ phải trả thêm tiền để tiếp tục sử dụng.
  - Băng thông được chia sẻ: Bạn có thể sử dụng chung một dung lượng băng thông cho nhiều máy chủ khác nhau để hạn chế tình trạng máy chủ bị đơ.
  - Băng thông riêng: Bạn sẽ phải trả phí cho phần băng thông đã sử dụng và không cần chia sẻ với người dùng khác.

Mỗi loại băng thông đều có ưu điểm và hạn chế riêng, và tùy vào nhu cầu và điều kiện sử dụng mạng mà bạn sẽ lựa chọn loại băng thông phù hợp nhất.

6. Tối ưu băng thông mạng

Các quản trị viên mạng thường suy nghĩ về một câu hỏi quản lý băng thông quan trọng: làm thế nào để tăng băng thông mạng?

Trong khi việc mua thêm hoặc lập kế hoạch cho dung lượng băng thông lớn hơn là một giải pháp đơn giản và rõ ràng nhất nhưng điều này đi kèm với sự gia tăng của chi phí duy trì mạng. Ngược lại, quản trị viên hệ thống có thể phân tích việc sử dụng băng thông trên các mạng của tổ chức và khám phá cơ hội tối ưu hóa để tăng hiệu quả sử dụng thông qua các kỹ thuật khác nhau.

Một số kỹ thuật tối ưu hóa băng thông mạng bao gồm:

• Tối ưu hóa luồng dữ liệu trong mạng bằng cách tạo các phân đoạn mạng và cài đặt các bộ định tuyến, switch và modem một cách chiến lược.
• Sử dụng các kỹ thuật như định hình lưu lượng (traffic shaping), kiểm soát lưu lượng và cân bằng tải (load balancing) để ưu tiên các loại lưu lượng và nguồn tài nguyên nhằm giảm khả năng kẹt mạng và gián đoạn đối với các ứng dụng và hệ thống quan trọng.
• Tạo và áp dụng các chính sách chi tiết để xác định trang web, ứng dụng và hệ thống nào có thể truy cập trong mạng và chặn truy cập đến các trang web và cổng thông tin không liên quan đến công việc.
• Lên lịch và quản lý cập nhật phần mềm và sao lưu trong giờ không cao điểm để tránh tắc nghẽn mạng và gián đoạn năng suất. Ví dụ, quản trị viên có thể thiết lập máy chủ Windows Server Update Services (WSUS) ở trạng thái nguồn để tải xuống cập nhật từ internet một lần và phân phối cập nhật đến các máy tính Windows trong mạng cục bộ để tránh làm tắc nghẽn băng thông internet có sẵn.
• Đầu tư vào một giải pháp quản lý băng thông riêng biệt và có khả năng cao để đạt được kiểm soát cụ thể hơn về việc sử dụng băng thông và thực thi chính sách hiệu quả hơn.

Các quản trị viên mạng cũng có thể xem xét việc mua thêm dung lượng băng thông nếu đã tận dụng hết tất cả cơ hội tối ưu hóa băng thông.