4. 网络带宽基础：带宽单位换算与理论吞吐上限公式

在 etcd 压测中，网络带宽是决定吞吐上限的首要物理约束。无论 CPU 多快、磁盘多强，一旦消息大小与并发量乘积超过链路容量，延迟就会急剧上升、吞吐进入平台期。本节从单位换算出发，推导理论吞吐上限公式，为后续参数平衡建立量化基础。

4.1 带宽单位：比特与字节的换算陷阱

网络带宽的标称单位是 bps（bits per second，比特/秒），而 etcd 消息大小通常用 字节（Byte） 表示。两者换算关系如下：

4.2 理论吞吐上限公式

在理想网络条件下（无丢包、无拥塞、无协议开销），单条 TCP 连接的理论吞吐上限由以下公式决定：

Throughput (QPS) = Bandwidth (bps) / MessageSize (bits)

或更常用的字节形式：
Throughput (QPS) = (Bandwidth (Bps) × 8) / (MessageSize (bytes) × 8)
                 = Bandwidth (Bps) / MessageSize (bytes)

由于分子分母的 8 可以约去，实际计算时直接使用字节单位更简洁：

Throughput (QPS) = Bandwidth (bytes/s) / MessageSize (bytes)

例如：

• 1 Gbps 链路（125 MBps），消息大小 1 KB：
  Throughput = 125 × 10⁶ / 1 × 10³ = 125,000 QPS
• 1 Gbps 链路，消息大小 1 MB：
  Throughput = 125 × 10⁶ / 1 × 10⁶ = 125 QPS
• 10 Gbps 链路（1250 MBps），消息大小 64 KB：
  Throughput = 1250 × 10⁶ / 64 × 10³ ≈ 19,531 QPS

4.3 带宽-消息大小关系图

下图展示了不同带宽下，消息大小与理论吞吐上限的对数关系。横轴为消息大小（字节），纵轴为吞吐（QPS），三条曲线分别对应 1 Gbps、10 Gbps、40 Gbps 链路。

4.4 实际压测中的带宽损耗因素

理论公式假设 100% 链路利用率，但实际 etcd 压测中，以下因素会降低有效吞吐：

4.5 带宽与消息大小的平衡决策矩阵

根据上述公式和损耗因素，可以构建一个快速决策矩阵，帮助判断压测场景的瓶颈类型：