带宽 (Bandwidth):
- 数据速率: bits per second (bps)
- 现代网络: 1 Gbps (以太网), 10 Gbps, 100 Gbps

延迟 (Latency):
- 传播延迟: distance / speed_of_light ≈ 5 μs/km (光纤)
- 传输延迟: packet_size / bandwidth
- 排队延迟: 取决于网络负载
- 处理延迟: 路由查找、校验和计算

带宽延迟积 (BDP):
BDP = bandwidth × RTT
例: 1 Gbps × 100 ms = 100 Mbit = 12.5 MB
含义: 管道中可以同时存在的数据量
影响: TCP 窗口大小必须 ≥ BDP 才能充分利用带宽

吞吐量 (Throughput):
- 实际数据传输速率
- 通常 < 带宽（因为丢包、拥塞、协议开销）

丢包率 (Packet Loss Rate):
- 典型: < 0.01% (有线), 1-10% (无线)
- 影响 TCP 性能（触发拥塞控制）

电路交换:
- 建立连接时预留带宽
- 数据传输时独占资源
- 优势: 保证延迟和带宽
- 劣势: 资源利用率低（突发流量时浪费）
- 代表: 传统电话网络

分组交换:
- 数据被分割为分组，每个分组独立路由
- 统计复用: 多个流共享链路
- 优势: 资源利用率高
- 劣势: 延迟不确定（排队延迟变化）
- 代表: 互联网

统计复用的数学:
n 个用户，每个需要带宽 b，链路总带宽 B
电路交换: n ≤ B/b
分组交换: n 可以 > B/b（因为用户不会同时发送）
但需要保证: P(活跃用户 > B/b) < ε

TCP/IP 四层模型:
┌─────────────────────────┐
│    应用层 (HTTP, DNS)    │  ← 端到端：进程到进程
├─────────────────────────┤
│   传输层 (TCP, UDP)     │  ← 端到端：主机到主机
├─────────────────────────┤
│   网络层 (IP)           │  ← 逐跳：路由选择
├─────────────────────────┤
│   链路层 (Ethernet)     │  ← 逐跳：相邻节点
└─────────────────────────┘

每层的核心功能:
- 应用层: 定义应用协议（HTTP 的请求/响应格式）
- 传输层: 提供端到端的可靠传输（TCP）或尽力传输（UDP）
- 网络层: 将分组从源路由到目的（IP 寻址和路由）
- 链路层: 在相邻节点间传输帧（以太网、WiFi）

端到端原则 (End-to-End Principle):
功能应该在通信端点实现，而非在网络中间节点
例: 可靠性由 TCP 在端点保证，IP 层不保证

def calculate_bdp(bandwidth_gbps, rtt_ms):
    """计算带宽延迟积"""
    bandwidth_bps = bandwidth_gbps * 1e9
    rtt_sec = rtt_ms / 1000
    bdp_bits = bandwidth_bps * rtt_sec
    bdp_bytes = bdp_bits / 8
    return bdp_bytes

# 不同场景的 BDP
scenarios = [
    ("数据中心内", 25, 0.01),      # 25 Gbps, 0.01 ms RTT
    ("同城跨机房", 10, 1),         # 10 Gbps, 1 ms RTT
    ("跨洋海底光缆", 100, 150),    # 100 Gbps, 150 ms RTT
    ("卫星链路", 50, 600),         # 50 Gbps, 600 ms RTT
]

for name, bw, rtt in scenarios:
    bdp = calculate_bdp(bw, rtt)
    print(f"{name}: BDP = {bdp/1024/1024:.1f} MB")

# 输出:
# 数据中心内: BDP = 3.1 MB
# 同城跨机房: BDP = 1.2 MB
# 跨洋海底光缆: BDP = 1862.6 MB
# 卫星链路: BDP = 3725.3 MB

# TCP 窗口大小建议:
# 数据中心: 默认 256 KB 足够
# 跨洋: 需要设置 net.core.rmem_max = 4 MB 以上