Khi nói về mạng máy tính hay Internet, thuật ngữ Bandwidth xuất hiện rất thường xuyên. Nhưng bạn đã bao giờ tự hỏi Bandwidth là gì và cách nó hoạt động chưa? Hãy hình dung Bandwidth như kích thước của một “ống dẫn dữ liệu”. Ống càng lớn, càng nhiều dữ liệu có thể đi qua trong cùng một lúc, đồng nghĩa với tốc độ truyền tải càng nhanh.

Bài viết này sẽ đi sâu hơn vào định nghĩa, đơn vị đo lường và tầm quan trọng của Bandwidth trong các hệ thống mạng hiện đại.

1. Bandwidth là gì?

Băng thông (tiếng Anh là bandwidth) là một thuật ngữ kỹ thuật dùng để chỉ lượng dữ liệu tối đa có thể được truyền tải qua một kết nối mạng hoặc một kênh truyền thông trong một đơn vị thời gian nhất định, thường được tính bằng giây.

Có thể hình dung băng thông như độ rộng của một con đường hoặc đường kính của một ống nước: con đường càng rộng hoặc ống nước càng lớn thì lượng xe cộ hoặc nước có thể lưu thông qua cùng một lúc càng nhiều. Tương tự, băng thông càng lớn thì lượng dữ liệu có thể truyền đi và nhận về đồng thời càng nhiều.   

Trong lĩnh vực công nghệ thông tin, băng thông có thể được hiểu theo hai ngữ cảnh chính, đặc biệt khi liên quan đến website:

• Băng thông mạng máy tính (Network Bandwidth): Đây là tốc độ truyền dữ liệu tối đa của một kết nối mạng, ví dụ như kết nối Internet của người dùng hoặc khả năng truyền tải dữ liệu của máy chủ web. Nó thường được đo bằng đơn vị bit trên giây (bps) hoặc các bội số của nó. Yếu tố này ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ tải trang tức thời mà người dùng trải nghiệm.
• Băng thông lưu trữ website/web hosting (Website Bandwidth/Hosting Bandwidth): Đây là tổng dung lượng dữ liệu được phép truyền tải (bao gồm cả tải lên và tải xuống) giữa website và máy tính của người dùng trong một khoảng thời gian nhất định, thường là một tháng. Các nhà cung cấp dịch vụ lưu trữ web (web hosting) thường giới hạn mức băng thông này trong các gói dịch vụ của họ. Nếu vượt quá giới hạn này, website có thể bị tạm ngưng hoặc chủ sở hữu website phải trả thêm phí.

2. Các đơn vị đo lường Bandwidth?

Băng thông thường được đo bằng bit trên giây (bps). Tuy nhiên, do nhu cầu truyền tải dữ liệu ngày càng lớn, các đơn vị bội số của bps được sử dụng phổ biến hơn:

• Kilobit trên giây (Kbps): 1 Kbps=1,000 bps
• Megabit trên giây (Mbps): 1 Mbps=1,000 Kbps=1,000,000 bps
• Gigabit trên giây (Gbps): 1 Gbps=1,000 Mbps=1,000,000,000 bps
• Terabit trên giây (Tbps): 1 Tbps=1,000 Gbps

Băng thông đôi khi được đo bằng Byte trên giây (Bps), thay vì bit trên giây (bps). Điều quan trọng là phải phân biệt rõ giữa bit (ký hiệu là ‘b’) và Byte (ký hiệu là ‘B’), bởi vì 1 Byte = 8 bit. Việc nhầm lẫn giữa hai đơn vị này có thể dẫn đến hiểu sai về tốc độ truyền dữ liệu. Ví dụ, một kết nối 100 Mbps (Megabit/giây) thực chất chỉ tương đương với 12,5 MBps (Megabyte/giây), vì 100 ÷ 8 = 12,5.

3. Ảnh hưởng của Băng thông tới tốc độ tải trang?

Một ví dụ điển hình được cung cấp bởi DebugBear cho thấy việc tải một hình ảnh có dung lượng 2MB trên một kết nối mạng có băng thông 3 Mbps mất hơn 6 giây để hoàn thành việc tải xuống. Nếu tính toán theo lý thuyết (16 Mbits/3 Mbps), thời gian tải sẽ vào khoảng 5.33 giây. Toàn bộ trang web chứa hình ảnh này, kết hợp với thời gian tải HTML và kết nối đến máy chủ hình ảnh, mất tổng cộng khoảng 8 giây để tải hoàn chỉnh.

Để thấy rõ hơn sự khác biệt, có thể ước tính thời gian tải cho cùng một hình ảnh 2MB này với các mức băng thông khác nhau:

• Với băng thông 1 Mbps: Thời gian tải lý thuyết là 16 giây (16 Mbits/1 Mbps).
• Thời gian thực tế có thể lên đến 18-20 giây hoặc hơn, tùy thuộc vào các yếu tố mạng. Với băng thông 10 Mbps: Thời gian tải lý thuyết là 1.6 giây (16 Mbits/10 Mbps). Thời gian thực tế có thể khoảng 2 giây.

Sự khác biệt đáng kể về thời gian tải giữa các mức băng thông này cho thấy tầm quan trọng của việc có đủ băng thông, đặc biệt đối với các website chứa nhiều nội dung đa phương tiện.

Một ví dụ khác đó là một nghiên cứu bởi ResearchGate cung cấp một ví dụ – Theo đó, một trang web có kích thước trung bình là 2.3MB vào năm 2016 sẽ mất đến 7 phút để tải hoàn chỉnh trên một kết nối modem 56kbps.

Một số nguồn trong ngành công nghiệp web hosting đã đưa ra những tuyên bố về lợi ích của việc tăng băng thông. Ví dụ, Exabytes Singapore trích dẫn rằng “CÁC NGHIÊN CỨU CHO THẤY VỚI MỖI 10 MBPS BĂNG THÔNG TĂNG THÊM, TỐC ĐỘ WEBSITE SẼ TĂNG 5%”

4. Công thức tính toán Bandwidth cho website phù hợp:

Băng thông hàng tháng (ước tính) = Kích thước trang trung bình × (Số lượng người truy cập trung bình hàng tháng × Số lượt xem trang trung bình mỗi người truy cập) × Hệ số dự phòng

Trong đó:

• Kích thước trang trung bình: Tính bằng Megabytes (MB) hoặc Gigabytes (GB). Có thể ước tính bằng cách kiểm tra kích thước của một vài trang điển hình trên website bằng các công cụ phát triển trình duyệt.
• Số lượng người truy cập trung bình hàng tháng và Số lượt xem trang trung bình mỗi người truy cập (hoặc Tổng số lượt xem trang trung bình hàng tháng): Các số liệu này có thể lấy từ các công cụ phân tích website như Google Analytics.
• Hệ số dự phòng (Buffer): Đây là một yếu tố quan trọng để đối phó với các đợt tăng đột biến lưu lượng truy cập (ví dụ, do một bài viết lan truyền, một chiến dịch marketing thành công) hoặc để chuẩn bị cho sự tăng trưởng tự nhiên của website. Hệ số này thường dao động từ 20% đến 50% hoặc hơn, tùy thuộc vào mức độ biến động dự kiến của lưu lượng truy cập.

Ví dụ minh họa:

Giả sử một website có các thông số sau:

• Kích thước trang trung bình: 1.5 MB
• Số lượng người truy cập trung bình hàng tháng: 30,000
• Số lượt xem trang trung bình mỗi người truy cập: 4 trang/người
• Hệ số dự phòng mong muốn: 30% (tức là 1.3)

Tính toán băng thông cần thiết:

• Tổng số lượt xem trang hàng tháng: 30,000 người × 4 trang/người=120,000 lượt xem trang
• Băng thông cơ bản cần thiết (chưa có dự phòng): 1.5 MB/trang×120,000 lượt xem trang=180,000 MB
• Đổi sang Gigabytes (GB): 180,000 MB/1024 MB/GB≈175.78 GB
• Tổng băng thông ước tính hàng tháng (bao gồm dự phòng): 175.78 GB×1.3 ≈ 228.51 GB

Như vậy, website này nên cân nhắc một gói hosting cung cấp ít nhất khoảng 230 GB băng thông mỗi tháng.

Với một website có khoảng 1,000 lượt truy cập mỗi tháng và cần khoảng 9GB dung lượng, việc thuê một hosting có băng thông từ 10 đến 13 GB sẽ thoải mái và giúp đề phòng các truy cập đột biến.

5. Các giải pháp kỹ thuật giúp giảm tiêu thụ băng thông và tăng tốc

Tối ưu hóa hình ảnh: Đây là một trong những biện pháp mang lại hiệu quả cao nhất vì hình ảnh thường chiếm phần lớn dung lượng của một trang web. Các kỹ thuật bao gồm:

• Nén hình ảnh: Sử dụng các công cụ để giảm kích thước tệp hình ảnh mà không làm giảm đáng kể chất lượng hiển thị. Việc nén hình ảnh có thể giảm kích thước tệp lên đến 70% hoặc hơn.
• Nén dữ liệu (Data Compression): Sử dụng các thuật toán nén như Gzip hoặc Brotli để nén các tệp văn bản (HTML, CSS, JavaScript) trước khi chúng được gửi từ máy chủ đến trình duyệt của người dùng.
• Sử dụng Mạng phân phối nội dung (CDN – Content Delivery Network): CDN là một mạng lưới các máy chủ được đặt ở nhiều vị trí địa lý trên toàn cầu. Nó lưu trữ các bản sao (cache) của các tài nguyên tĩnh trên website của bạn (như hình ảnh, CSS, JavaScript). Khi người dùng truy cập website, CDN sẽ phục vụ các tài nguyên này từ máy chủ gần nhất với vị trí địa lý của họ.
• Caching (Bộ nhớ đệm):
  • Bộ nhớ đệm trình duyệt (Browser Caching): Cho phép trình duyệt của người dùng lưu trữ các tài nguyên tĩnh của website (hình ảnh, CSS, JS) trên máy tính cục bộ sau lần truy cập đầu tiên. Trong các lần truy cập tiếp theo, trình duyệt có thể tải các tài nguyên này từ bộ nhớ đệm thay vì phải tải lại từ máy chủ, giúp tăng tốc độ tải trang đáng kể và giảm sử dụng băng thông.
  • Bộ nhớ đệm phía máy chủ (Server-side Caching): Lưu trữ các phiên bản HTML đã được tạo sẵn của các trang động, giảm thời gian xử lý của máy chủ và tăng tốc độ phản hồi.
• Tối ưu hóa CSS và JavaScript:
  • Sử dụng CSS để tạo hiệu ứng và bố cục thay vì dùng hình ảnh khi có thể.   
  • Gộp nhiều tệp CSS hoặc JavaScript thành một tệp duy nhất để giảm số lượng yêu cầu HTTP.   
  • Đặt các tệp JavaScript ở cuối trang (trước thẻ đóng </body>) hoặc sử dụng thuộc tính async hoặc defer để tránh việc chúng chặn hiển thị nội dung trang.   
  • Chuyển media ra khỏi máy chủ (Offload Media): Đối với các tệp media rất lớn như video hoặc các tệp âm thanh dài, cân nhắc việc lưu trữ chúng trên các nền tảng chuyên dụng như YouTube, Vimeo (cho video) hoặc các dịch vụ lưu trữ đám mây, sau đó nhúng vào website. Điều này giúp giảm tải băng thông đáng kể cho máy chủ hosting chính của bạn.