Jumbo Frames может предоставить некоторые серьезные преимущества для вашей локальной сети. Они могут ускорить вашу общую скорость сети, обеспечить лучшее взаимодействие между некоторыми приложениями и снизить нагрузку на вашу сеть. У них также есть некоторые серьезные ограничения и недостатки, потому что они нарушают стандарт Ethernet. Если вы планируете внедрять Jumbo Frames, важно сначала выполнить домашнее задание.
Фреймы Ethernet
Прежде чем вы сможете понять Jumbo Frames, вы должны иметь представление о том, что такое Ethernet Frames. Таким образом, кадры Ethernet буквально выделяют данные, передаваемые в пакетах Ethernet. Все Ethernet-фреймы имеют одинаковые основные части. Эта структура имеет решающее значение для сотрудничества между устройствами. Оно должно быть распознаваемым для любого устройства Ethernet для передачи и понимания данных. Каждый кадр Ethernet начинается с преамбулы. Сетевые устройства используют преамбулу для дифференцирования кадра, чтобы синхронизировать передачу кадра.
В конце преамбулы находится разделитель начального кадра (SFD). SFD предназначен для отделения преамбулы от фактического содержимого кадра Ethernet. Сразу после SFD идет MAC-адрес назначения, за которым непосредственно следует MAC-адрес источника. Конечно, это важно для обеспечения того, чтобы пакет попал туда, куда ему нужно, и чтобы ответ мог быть отправлен. Следующая часть присутствует только в конфигурации VLAN . Он содержит информацию о VLAN.
После этого есть небольшой раздел кадра, который содержит информацию о протоколе передачи данных, частью которого являются пакет и кадр. Если это данные TCP / IP, они будут представлены здесь. Этот следующий кусок сами данные. Эти данные или полезная нагрузка содержат порцию информации, которая фактически передается. Полезная нагрузка - это и есть причина всего остального. Полезная нагрузка является самой большой частью кадра Ethernet. Его размер может измениться, но максимальный размер сети (MU) определяет максимальная пропускная способность сети. Стандарт Ethernet устанавливает MTU на 1500 байтов.
Наконец, концом кадра Ethernet является последовательность проверки кадра (FCS). Это циклическая проверка избыточности (CRC), которая позволяет получателю кадра проверять пропущенные или поврежденные данные.
Что делает их Джамбо?
Итак, почему Jumbo Frames Jumbo? Они несут гораздо большую полезную нагрузку, чем обычные кадры Ethernet. Вместо обычных 1500 байт, Jumbo Frames может загружать до 9000 байт. Эти значительно большие кадры могут нести в шесть раз больше данных, чем стандартные кадры. Теоретически, вы можете уменьшить количество пакетов, передаваемых в вашей сети, до одной шестой стандартной скорости при идеальных условиях.
Зачем идти гигантский?
Вы уже увидели причины использования Jumbo Frames в своей сети. Теперь пришло время погрузиться глубже и разобраться в основных причинах выбора Jumbo Frames.
Они могут уменьшить использование полосы пропускания. Одна из основных целей Jumbo Frames - загружать больше данных в меньшее количество Ethernet-фреймов. Используя меньше кадров, вы уменьшаете общее количество транзакций в сети. Это сокращение может быть драматичным. В любом случае, меньшее количество транзакций может напрямую приравняться к меньшей используемой пропускной способности. Jumbo Frames также снижает нагрузку на ваше сетевое оборудование. Ваше оборудование должно занять время для обработки каждого полученного пакета. Размер полезной нагрузки на самом деле не влияет на требуемое время обработки. Сетевые устройства имеют дело только с сетевыми данными в начале кадра Ethernet. Таким образом, меньшее количество больших полезных нагрузок создает меньшую нагрузку на сетевое оборудование, чем множество небольших полезных нагрузок.
Jumbo Frames также может увеличить общую скорость сети. Поскольку сетевое оборудование должно обрабатывать меньше кадров, а сеть использует полосу пропускания более эффективно, скорость передачи данных должна быть выше. Эффект должен быть таким же, как в сети с меньшим количеством пользователей и меньшим трафиком.
В чем подвох?
Jumbo Frames не идеальны. Есть несколько очень явных недостатков при их реализации в вашей сети.
Прежде всего, вам нужно оборудование, которое поддерживает Jumbo Frames. Теперь это обычно не проблема в корпоративных средах, но это все еще рассмотрение. Все ваше сетевое оборудование должно поддерживать Jumbo Frames. Обычно это означает, что скорость должна быть не менее гигабитной. Вы также должны явно настроить его для работы с Jumbo Frames. Если какой-то фрагмент в цепочке не поддерживает Jumbo Frames, он фрагментирует кадры. Это увеличит нагрузку на процессор этого устройства, создаст узкое место и замедлит работу вашей сети. Короче говоря, если ваша сеть не поддерживает Jumbo Frames, вы получите противоположные результаты.
Вам нужно следить не только за маршрутизаторами и коммутаторами. Сетевые интерфейсные карты (NIC) всех ваших клиентских компьютеров также должны поддерживать Jumbo Frames. Если они этого не сделают, они все равно будут работать, но соединение с этим клиентом будет замедляться, поскольку оно разрывается, превращая кадры в более мелкие стандартные.
Также важно помнить, что большие размеры пакетов более подвержены повреждению. Это то, что верно для любого случая, когда вы работаете с большими кусками данных. Сетевое оборудование стало лучше в предотвращении коррупции, но это все еще фактор.
Как использовать их
Как и в большинстве ситуаций с сетью, очень сложно предоставить конкретику. Здесь все сводится к совместимости. Если все ваше оборудование поддерживает Jumbo Frames, их настройка не должна быть проблемой. MTU является ключом к использованию Jumbo Frames. Процесс настройки вашей сети сводится к изменению настройки MTU на каждом устройстве до 9000 байт вместо 1500 байт по умолчанию. Сначала проверьте каждый маршрутизатор, коммутатор и любое другое сетевое устройство в вашей сети. Убедитесь, что он поддерживает Jumbo Frames. Если они все делают, измените настройку MTU на каждом.
Затем сделайте то же самое на своих подключенных устройствах. Вам нужно будет установить MTU через операционную систему каждого компьютера. Как правило, это проще в системах на основе Unix, но вы можете сделать это и в Windows. В Windows 10 вы можете включить Jumbo Frames через настройки вашей сетевой карты. В диспетчере устройств вы можете выбрать свой сетевой адаптер. Ищите настройки Jumbo Frames. Если его там нет, ваша карта не поддерживает его. Когда вы выбираете Jumbo Frames, установите размер 9k.
Под Linux есть несколько способов включить Jumbo Frames. Предполагая, что вы используете Linux на рабочем столе, вы можете увеличить размер MTU через Network Manager. Выберите правильное соединение, и вы можете ввести пользовательское значение MTU. Если вы работаете с сервером, у вас есть некоторые другие параметры интерфейса командной строки, в том числе написание пользовательского модуля Systemd, настройка его с помощью ifconfig при запуске или установка значения в resolv.conf.
Если у вас есть телефоны или другие устройства, которые не поддерживают Jumbo Frames, кадры Ethernet, поступающие с этих устройств, останутся стандартными 1500 байтами. Устройство сломает любые Jumbo Frames, которые приходят к нему.
Если вы работаете в большой сети, вы, вероятно, увидите хорошую выгоду от Jumbo Frames. Домашние пользователи могут использовать их, но, возможно, не увидят такой большой пользы. Так как их настройка не слишком сложна, вы можете поэкспериментировать с ней, если вы чувствуете себя авантюрным.
