Jumbo Frames może zapewnić poważne korzyści dla Twojej sieci lokalnej. Mogą przyspieszyć ogólną prędkość sieci, zapewnić lepszą interakcję między niektórymi aplikacjami i zmniejszyć obciążenie sieci. Mają też poważne ograniczenia i wady, ponieważ łamią standard Ethernet. Jeśli rozważasz wdrożenie Jumbo Frames, ważne jest, aby najpierw odrobić lekcje.
Ramki Ethernet
Zanim zrozumiesz Jumbo Frames, musisz mieć dobre pojęcie, czym są ramki Ethernet. Tak więc ramki Ethernet dosłownie obramowują dane przesyłane w pakietach Ethernet. Wszystkie ramki Ethernet mają te same podstawowe części. Struktura ta ma kluczowe znaczenie dla współpracy między urządzeniami. Musi być rozpoznawalny dla dowolnego urządzenia Ethernet, aby dane mogły zostać przesłane i zrozumiane. Każda ramka Ethernet zaczyna się od preambuły. Urządzenia sieciowe wykorzystują preambułę do rozróżnienia ramki w celu zsynchronizowania transferu ramki.
Na końcu preambuły znajduje się ogranicznik początkowej ramki (SFD). SFD ma za zadanie oddzielić preambułę od rzeczywistego mięsa w ramce Ethernet. Zaraz po SFD pojawia się docelowy adres MAC, a następnie bezpośrednio źródłowy adres MAC. Oczywiście są one ważne dla zapewnienia, że pakiet dotrze tam, dokąd musi się udać, i że można wysłać odpowiedź. Następny element jest obecny tylko w konfiguracji VLAN . Zawiera informacje o sieci VLAN.
Następnie znajduje się niewielka część ramki, która zawiera informacje o protokole przesyłania danych, którego częścią jest pakiet i ramka. Jeśli są to dane TCP / IP, będą one tutaj reprezentowane. Następnym elementem są same dane. Te dane lub ładunek zawiera fragment informacji, które są faktycznie przesyłane. Ładowność jest całym powodem wszystkiego innego. Ładowność jest największą częścią ramki Ethernet. Jego rozmiar może się zmieniać, ale maksymalny rozmiar sieci U MT (MTU) określa jego maksymalny rozmiar. Standard Ethernet określa MTU na 1500 bajtów.
Wreszcie, koniec ramki Ethernet to Frame Check Sequence (FCS). Jest to cykliczna kontrola bezpieczeństwa (CRC), która umożliwia odbiorcy ramki sprawdzenie brakujących lub uszkodzonych danych.
Co sprawia, że są olbrzymie?
Dlaczego więc Jumbo Frames Jumbo? Niosą znacznie większe ładunki niż zwykłe ramki Ethernet. Zamiast przenosić zwykle maksymalnie 1500 bajtów, duże ramki mogą załadować do 9000 bajtów. Te znacznie większe ramki mogą przenosić sześciokrotnie więcej danych niż standardowe ramki. Teoretycznie można zmniejszyć liczbę pakietów przesyłanych w sieci do jednej szóstej standardowych stawek w idealnych warunkach.
Dlaczego Go Jumbo?
Widziałeś już powody, dla których warto używać Jumbo Frames w swojej sieci. Nadszedł czas, aby zanurkować głębiej i zapoznać się z głównymi powodami wyboru Jumbo Frames.
Mogą zmniejszyć wykorzystanie przepustowości. Jednym z głównych celów Jumbo Frames jest ładowanie większej ilości danych do mniejszej liczby ramek Ethernet. Używając mniejszej liczby ramek, zmniejszasz całkowitą liczbę transakcji w sieci. Ta redukcja może być dramatyczna. W każdym razie mniej transakcji może bezpośrednio zrównać się z mniejszą przepustowością. Jumbo Frames zmniejsza również obciążenie twojego sprzętu sieciowego. Twój sprzęt musi zająć trochę czasu na przetworzenie każdego otrzymanego pakietu. Rozmiar ładunku naprawdę nie wpływa na wymagany czas przetwarzania. Urządzenia sieciowe zajmują się danymi sieci tylko na początku ramki Ethernet. Tak więc mniej dużych ładunków mniej obciąża sprzęt sieciowy niż wiele małych ładunków.
Jumbo Frames może również zwiększyć ogólną prędkość sieci. Ponieważ sprzęt sieciowy musi przetwarzać mniej ramek, a sieć bardziej efektywnie wykorzystuje przepustowość, szybkość przesyłania danych powinna być wyższa. Efekt powinien być podobny do działania w sieci z mniejszą liczbą użytkowników i mniejszym ruchem.
Jaki jest haczyk?
Jumbo Frames nie są idealne. Istnieje kilka bardzo wyraźnych wad wdrażania ich w sieci.
Przede wszystkim potrzebujesz sprzętu, który obsługuje Jumbo Frames. Obecnie nie jest to zwykle problemem w środowiskach korporacyjnych, ale nadal jest kwestią do rozważenia. Wszystkie urządzenia sieciowe muszą obsługiwać duże ramki. Zwykle oznacza to, że musi mieć co najmniej gigabitowe prędkości. Musisz także jawnie skonfigurować go do pracy z ramkami Jumbo. Jeśli jakiś element w łańcuchu nie obsługuje ramek Jumbo, fragmentuje ramki. Takie postępowanie zwiększy obciążenie procesora tego urządzenia, spowoduje wąskie gardło i spowolni sieć. Krótko mówiąc, jeśli twoja sieć nie obsługuje Jumbo Frames, otrzymasz przeciwieństwo pożądanych rezultatów.
Należy uważać nie tylko na routery i przełączniki. Karty interfejsu sieciowego (NIC) wszystkich komputerów klienckich również powinny obsługiwać ramki Jumbo. Jeśli tego nie zrobią, nadal będą działać, ale połączenie zostanie spowolnione u tego klienta, ponieważ psuje ramki na mniejsze standardowe.
Ważne jest również, aby pamiętać, że większe rozmiary pakietów są bardziej podatne na uszkodzenie. Jest to prawdziwe w każdym przypadku pracy z dużymi częściami danych. Sprzęt sieciowy poprawił się w zapobieganiu korupcji, ale nadal jest czynnikiem.
Jak z nich korzystać
Podobnie jak w większości sytuacji sieciowych, bardzo trudno jest podać szczegóły. Wszystko sprowadza się jednak do kompatybilności. Jeśli cały sprzęt obsługuje ramki Jumbo, ich konfiguracja nie powinna stanowić problemu. MTU jest kluczem do korzystania z Jumbo Frames. Proces konfiguracji sieci sprowadza się do zmiany ustawienia MTU na każdym urządzeniu do 9000 bajtów zamiast domyślnych 1500 bajtów. Najpierw sprawdź każdy router, przełącznik i każde inne urządzenie sieciowe w sieci. Upewnij się, że obsługuje Jumbo Frames. Jeśli tak, zmień ustawienia MTU na każdym z nich.
Następnie zrób to samo na podłączonych urządzeniach. Będziesz musiał ustawić MTU w systemie operacyjnym każdego komputera. Zwykle jest to łatwiejsze w systemach opartych na Uniksie, ale możesz to zrobić również w systemie Windows. W Windows 10 możesz włączyć Jumbo Frames poprzez ustawienia twojej karty sieciowej. W Menedżerze urządzeń możesz wybrać swoją kartę sieciową. Poszukaj ustawienia Jumbo Frames. Jeśli go nie ma, Twoja karta go nie obsługuje. Po wybraniu Jumbo Frames ustaw rozmiar na 9k.
Pod Linuksem istnieje kilka sposobów na włączenie Jumbo Frames. Zakładając, że używasz Linuksa na komputerze, możesz zwiększyć rozmiar MTU za pomocą Network Managera. Wybierz prawidłowe połączenie, aby wprowadzić niestandardową wartość MTU. Jeśli pracujesz z serwerem, masz inne opcje CLI, w tym pisanie niestandardowej jednostki Systemd, ustawianie jej za pomocą ifconfig podczas uruchamiania lub ustawianie wartości w resolv.conf.
Jeśli masz telefony lub inne urządzenia, które nie obsługują ramek Jumbo, ramki Ethernet pochodzące z tych urządzeń pozostaną standardowymi 1500 bajtami. Urządzenie zniszczy wszystkie Jumbo Frames, które do niego dotrą.
Jeśli prowadzisz dużą sieć, prawdopodobnie zobaczysz niezłą korzyść z Jumbo Frames. Użytkownicy domowi mogą z nich korzystać, ale mogą nie widzieć tak dużych korzyści. Ponieważ konfigurowanie ich nie jest zbyt trudne, możesz eksperymentować z nimi, jeśli masz ochotę na przygodę.
