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光纤时延下限与 TCP 吞吐量计算器

查看两个城市之间光纤往返的物理最短时间,以及单条 TCP 流能达到的吞吐量。只算物理,不代表我们的网络。

城市对示例

输入以搜索:首都及百万人口以上的城市。 1.0 为两点间的大圆直线;实际光纤路由更长。

Dubai, 阿拉伯联合酋长国Shanghai, 中国
大圆距离
6,427 km
往返时延下限(直线光纤)
64.3 ms
路径系数 1.5 时的往返时延
96.9 ms

只算物理,不代表我们的网络:任何网络的实测时延都会更高。

单条 TCP 流的吞吐

由城市对自动填入;可修改以测试其他时延。

带宽时延积
–
窗口上限
–
丢包上限(Mathis)
–
单流最高可达
–

受限于丢包:降低丢包或使用多条流。

工作原理与局限

在您的浏览器中运行:您输入的内容只留在本机,不会上传。

下限等于两城之间的大圆距离乘以典型路径系数,按光纤中的光速计算,再加少量设备余量。吞吐量用窗口大小和 Mathis 丢包近似公式计算。

只算物理,不代表我们的网络。真实路由比大圆长,还会排队,因此实测时延总高于下限。城市坐标来自开放地名库,署名见下方。

数据来源与许可

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监管信息仅供参考,不构成法律意见;请核对监管机构链接和“最后核实”日期。

City coordinates: GeoNames (opens in a new tab), licensed under CC BY 4.0 (opens in a new tab). Subset of cities15000; data modified.

为什么时延存在物理下限

没有网络能快过光速。光在光纤中的速度约为真空中的三分之二,所以每公里光纤在每个方向增加约 5 微秒。两城之间最短的往返时间,直接由大圆距离算出:距离乘以二,再按每公里 5 微秒计。

真实路由比大圆线长。海缆沿海岸、边界和现有路权铺设,流量经过的每台设备也会增加一点时延。路径系数就是用来描述这一点的:1.0 是直线,真实路由通常是它的 1.2 到 2 倍。把实测往返时间与下限一比,就能看出多少时延来自距离,多少来自路由和网络。

时延还会压住吞吐量。单条 TCP 连接的在途数据不能超过窗口,因此每个往返最多发送一个窗口。洲际路径上,64 KB 窗口只能跑到几 Mbps,链路再快也一样。要让链路保持繁忙,在途数据至少要等于带宽乘以往返时间,即带宽时延积。窗口小于这个值,链路就会有一部分空闲。

丢包会进一步压低上限。Mathis 近似公式给出的标准 TCP 流上限是:分段大小除以往返时间,乘以约 1.22,再除以丢包率的平方根。路径越长,每次丢包越贵,因为每次恢复都要走一个完整往返。

所以长距离链路要用更大的窗口、现代拥塞控制,或多条并行流,才能跑满带宽。可以用下限估计两个区域之间应用能期望的时延,再在决定连接方案前实测真实路径。

常见问题

这是你们网络的时延吗?

不是。这是只由距离算出的物理下限。任何网络的实测时延都更高。

为什么实测时延比下限高这么多?

路由很少沿大圆走,每台网络设备都会增加时延。繁忙时段还会有拥塞。

什么是带宽时延积?

链路上在途的数据量,等于带宽乘以往返时间。TCP 窗口小于这个值,链路就会有一部分空闲。