Upgrade auf Gigabit-Netzwerk - Aktivieren von Jumbo-Frames


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Ich möchte mein SOHO-Netzwerk auf Gigabit (von 10/100) aufrüsten und habe etwas über Jumbo Frames gehört.

Was wäre der beste Weg, um Jumbo Frames in einem Netzwerk zu implementieren? Nach allem, was ich sagen kann, müssen alle Netzwerkgeräte im Netzwerk Jumbo Frames unterstützen, damit es ordnungsgemäß funktioniert. Ist das wahr?

Wenn ich eine bestimmte Ausrüstung (z. B. einen Netzwerkdrucker) habe, die nicht auf GB Ethernet aktualisiert werden kann, kann ich dann keine Jumbo-Frames aktivieren?

Was bringt es, Jumbo Frames zu aktivieren?

Antworten:


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Zunächst ist es vielleicht am besten zu erklären, was Jumbo Frame Ethernet ist. Ethernet ist eine Layer-2-Netzwerktechnologie und die Protocol Data Unit (PDU) ist ein Frame. Als Referenz ist eine L3PDU (IP-Schicht) ein Paket und eine L4PDU (tcp / udp) ein Segment.

Ein Ethernet-Frame (es gibt verschiedene Arten von Ethernet, die wir hier jedoch verallgemeinern können) besteht aus einem Header (der unter anderem einen Quell-MAC, einen Ziel-MAC, ein 802.1q-VLAN-Tag usw. enthält), dessen Daten oder Paylod der Rahmen und eine CRC-Prüfsumme, die zum Validieren der erfolgreichen Übertragung des Rahmens verwendet wird.

Das ursprüngliche Ethernet spezifizierte eine Rahmengröße (das Datenvolumen im gesamten Rahmen, einschließlich des Headers und der Prüfsumme) als 1500 Bytes (oder möglicherweise 1518, muss es nachschlagen). Diese Zahl stellte ein Gleichgewicht zwischen der Menge der zu sendenden Daten und der Wahrscheinlichkeit her, dass diese Übertragung fehlschlägt oder kollidiert und erneut übertragen werden muss. Mit dem Aufkommen von schnellen Vollduplex-LANs wurde erkannt, dass die Leistung durch eine Erhöhung der Ethernet-Frame-Größe verbessert werden kann. Die herkömmliche Größe von Jumbo-Frames beträgt 9000 Bytes pro Frame, obwohl dies meistens üblich ist.

In einem soliden Vollduplex-LAN (oder VLAN), in dem alle Elemente Jumbo-Frame-Ethernet erwarten, wird die Leistung tatsächlich verbessert. Das Problem mit diesem Szenario besteht darin, dass Sie ein Netzwerkelement oder Endgerät einführen, das dies nicht erwartet. Im besten Fall führt dies zu einer Verschlechterung der Leistung, da Pakete verloren gehen, da empfangende Geräte nur 1518 Byte in einem Frame erwarten.

Nun zu Ihren spezifischen Fragen:

Was wäre der beste Weg, um Jumbo Frames in einem Netzwerk zu implementieren?

Dies ist eine subjektive Frage. An meinem Geschäftssitz haben wir uns dafür entschieden, es nur dort zu implementieren, wo wir wussten, dass wir alle Variablen im Griff haben und wissen, dass es helfen würde. Zu diesem Zweck haben wir es in ein spezielles "privates" vlan implementiert, auf das nur bestimmte Geräte über ihre zweiten Netzwerkkarten zugreifen können. Insbesondere haben wir die zweite Netzwerkkarte unserer Dateiserver und Anwendungsserver in dieses neue VLAN eingefügt und dann alle Verweise auf das in diesem VLAN verwendete IP-Schema geändert. Auf diese Weise können wir genau auf den Bereich abzielen, von dem wir wissen, dass er am meisten profitieren würde (die Datenverbindungen mit der höchsten Auslastung in unserer Infrastruktur) (niemand wird einen Desktop-Computer an dieses VLAN anschließen). Dies maximiert den Gewinn und minimiert das Risiko.

Insbesondere auf der Netzwerkseite (unter Verwendung von IOS) haben wir VLANs für die Jumbo-Frame-Geräte erstellt und dann "mtu 9000" zu ihrer VLAN-Definition hinzugefügt. Jede Schnittstelle auf dem Switch, die dieses Netzwerk verwenden würde, wurde mit so etwas wie "switchport access vlan 11" in dieses vlan eingefügt. Auf den Linux-Rechnern (die eth0 mit dem Standardnetzwerk und eth1 mit dem Jumbo-Frame-Netzwerk verbunden haben) haben wir "MTU = 9000" zu / etc / sysconfig / network-scripts / ifcfg-eth1 hinzugefügt. Da wir diese Pakete nie weiterleiten (es ist unmöglich, dass etwas, das nicht direkt mit dem Jumbo-Frame-VLAN verbunden ist, mit einer Netzwerkkarte im Jumbo-Frame-VLAN spricht), mussten wir uns nie um eine Routerkonfiguration kümmern.

Nach allem, was ich sagen kann, müssen alle Netzwerkgeräte im Netzwerk Jumbo Frames unterstützen, damit es ordnungsgemäß funktioniert. Ist das wahr?

Ja, so ziemlich. Alle Netzwerk- "Clients" (dh Server / Desktops / IPKVMs / IP-Umgebungsmonitore usw.) müssen dies auch sprechen. Wie oben erwähnt, verfügen Sie über viele halb erreichbare Computer (sie pingen und alle anderen) L3 oder L4PDU mit weniger als 1500 Bytes sind erfolgreich, was bedeutet, dass Ihr Mail-Server beispielsweise einen Ping-Befehl ausgibt und Sie in der Lage sind, eine kleine Testnachricht auszuliefern Mail (die mit dem Excel-Anhang, die die Rahmengröße> 1500 Bytes geschoben wird) wird es auf mysteriöse Weise scheitern).

Wenn ich eine bestimmte Ausrüstung (z. B. einen Netzwerkdrucker) habe, die nicht auf GB Ethernet aktualisiert werden kann, kann ich dann keine Jumbo-Frames aktivieren?

Wenn dies der Fall ist, würde ich Folgendes tun (vorausgesetzt, Netzwerkgeräte können dies verarbeiten):

  • Bauen Sie zwei VLANs, eines mit Jumbo-Frame und eines ohne
  • Ordnen Sie alle Ihre Netzwerkgeräte dem einen oder anderen VLAN zu
  • Implementieren Sie in Ihrem Router und in den Switches das Jumbo-Frame-VLAN und ändern Sie die Frame-Größe auf allen Netzwerk-Clients.

Dies bedeutet, dass Sie in Ihrem Netzwerk keine flache L2-Topologie mehr haben. Wenn Sie beispielsweise von Ihrem Jumbo-Frame-fähigen Server auf Ihrem Nicht-Jumbo-Frame-Drucker drucken möchten, müssen die Pakete geroutet werden (durchlaufen Sie Ihren Router, die Frames werden in eine konventionellere Größe umgeschrieben und dann an den gesendet Drucker im anderen VLAN). Dies bedeutet, dass die Kommunikation zwischen Ihren Jumbo-Frame- und Nicht-Jumbo-Frame-Maschinen etwas schlechter ist als zuvor, die Datenübertragungsraten zwischen allen Geräten im Jumbro-Frame-VLAN jedoch besser sind. Es ist wirklich nur ein Urteilsspruch.

Was bringt es, Jumbo Frames zu aktivieren?

Hoffentlich oben abgedeckt. Viel Glück!


Ist es wirklich so schlimm? Im Internet bestimmt die Pfad-MTU-Erkennung, ob ein Router entlang des Pfads nur 500 Bytes passieren kann, und passt sie entsprechend an. Sollte das nicht im LAN funktionieren?
JoeForker

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Es funktioniert nicht, wenn sich beide Endpunkte in derselben Kollisionsdomäne befinden. Das liegt daran, dass die sendende Einheit nicht feststellen kann, ob für die empfangende Einheit Jumbo-Frames aktiviert sind oder nicht. Wenn das empfangende System keine Jumbo-Frames aktiviert hat, wird das Paket stillschweigend verworfen. Da sich zwischen ihnen kein Router befindet, funktioniert die Pfad-MTU-Erkennung ebenfalls nicht. Ich glaube, dass die MTU-Pfadermittlung auch fehlschlagen kann, wenn für die ausgehende Schnittstelle des letzten Routers Jumbo-Frames aktiviert sind und für die empfangende Endpunktschnittstelle nicht.
Flow

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Sie können Jeff Atwoods Beitrag auf Jumbo Frames informativ finden.

Höhepunkte des Beitrags:

  • 20% Leistungssteigerung
  • Damit ein großer Frame intakt bleibt, muss jedes Gerät, das er durchläuft, diese Frame-Größe unterstützen
  • Schalter, die keine Jumbo-Frames unterstützen, lassen sie fallen

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Sie können ping.exe verwenden, um die maximale Größe der Pakete zu überprüfen und diese mit Ihren Jumbo Frames-Einstellungen zu vergleichen.

ping -l 4096 -f server

Passen Sie die von -l verwendete Paketgröße an und setzen Sie mit -f das Flag DO_ NOT_FRAGMENT. Wenn Sie Ihre maximale Paketgröße erreichen, erhalten Sie ein "Paket muss fragmentiert, aber DF gesetzt sein".

Das gibt Ihnen einen Hinweis, ob Jumbo Frames funktionieren oder nicht.


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Ja, alles muss Jumbo-Frames unterstützen - behandeln Sie es wie das Umschalten zwischen Token-Ring und Ethernet. Der einzige Unterschied besteht darin, dass einige Geräte möglicherweise nur für kurze Zeit oder mit Unterbrechungen funktionieren. Dies kann auch zu erheblichen Problemen führen, wenn Sie nicht wissen, welche Geräte Sie in einem großen Netzwerk neu konfiguriert haben (dh nach 2 Wochen erhalten Sie eine Trouble Ticket von einem Benutzer mit einem Drucker im hinteren Teil der Kabine, der "gerade" nicht mehr funktioniert. Das Gleiche gilt für alle neuen Geräte - Sie müssen ein Verfahren einrichten, um neue Geräte und Computer mit Jumbo-Frames neu zu konfigurieren, um Support-Anfragen zu vermeiden, wenn diese nach dem ersten Start nicht mehr funktionieren.


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Unter Linux hat Folgendes funktioniert: Wenn Sie getaggte Vlans verwenden, stellen Sie die MTU für das Basisgerät (z. B. eth1) auf die Jumbo-Frame-Größe ein. Alle Vlans, die Jumbo-Frames unterstützen, erhalten dasselbe MTU, die Vlans, die nicht beim Original bleiben, meistens 1500.

Tatsächlich können VLANs mit aktivierten Jumbo-Sprechern und aktivierter Umschaltung auch dann Daten an die lokale VLAN-Schnittstelle senden, wenn die MTU auf diesem VLAN kleiner als die der Basisschnittstelle ist.

Ebenfalls unter Linux lautet der zu testende Befehl: ping -s 4096 -M do

-s ist die Größe, -M do sagt "nicht fragmentieren". Wenn Sie die lokale MTU überschreiten, erhalten Sie eine Fehlermeldung. Wenn Sie die Remote-MTU überschreiten, erhalten Sie nichts zurück.

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