詳解巨型幀:Jumbo Frame
本期將為大家詳解“巨型幀”。
一、什么是巨型幀?
巨幀(巨型幀、Jumbo Frame)是一種廠商標準的超長幀格式,以太網(wǎng)標準的最大幀長度為1518字節(jié)。
不同于以太網(wǎng)標準幀長,Jumbo Frame(巨型幀)的長度各廠商有所不同,從9000字節(jié)~64000字節(jié)不等。
采用Jumbo Frame能夠令千兆以太網(wǎng)性能充分發(fā)揮,使數(shù)據(jù)傳輸效率提高50%~100%。在網(wǎng)絡存儲的應用環(huán)境中,Jumbo Frame更具有非同尋常的意義。目前通常是將1500Byte至9000Byte這一段叫做Jumbo幀,然后從9000Byte至64000Byte叫做Super jumbo frames,也就是超巨幀。
二、巨型幀有什么優(yōu)勢和劣勢?
1. 優(yōu)勢:可提高網(wǎng)絡的吞吐率和效率
小的數(shù)據(jù)報文封裝二層包頭時效率不高,同時減少設備的CPU 負擔,對于小的報文CPU花大量的時間來分片和重組報文。
巨幀需要在相互通訊的2個通訊端口(交換機端口或網(wǎng)卡端口)上同時支持,而且與以前的以太網(wǎng)產品不兼容,因此主要會應用于千兆主干的端口之間以及服務器端口接入到網(wǎng)絡主干的鏈路。
交換機把Jumbo Frame格式的數(shù)據(jù)轉發(fā)向不兼容Jumbo Frame的端口時應進行幀格式的轉換,即把Jumbo Frame幀格式的數(shù)據(jù)轉換成標準以太網(wǎng)的幀格式,從而保證其正常工作。相反,從不兼容Jumbo Frame的端口向支持Jumbo Frame的端口轉發(fā)數(shù)據(jù)時,交換機可以把多個標準以太網(wǎng)幀合并成超長Jumbo Frame幀,從而提高傳輸效率。
2. 劣勢:存在兼容新問題
由于巨型幀是各個廠家的標準,各廠家支持的巨型幀最大長度如果不一致,可能會導致鏈路上數(shù)據(jù)轉發(fā)異常。
三、巨型幀的典型應用有哪些?
一些工業(yè)相機場景,大文件傳輸拷貝場景,采用巨型幀傳輸可以提高傳輸效率。
四、常見問題和注意事項
1. 如何理解數(shù)據(jù)鏈路層最大傳輸數(shù)據(jù)為1500Byte和巨型幀的區(qū)別?
數(shù)據(jù)鏈路層最大傳輸數(shù)據(jù)為1500Byte為IEEE公認的默認情況下鏈路最大數(shù)據(jù)幀(MTU),在VLAN tag的場景下,即最大數(shù)據(jù)包字節(jié)長度1522字節(jié)(1500+14+4+4),巨型幀是幀長大于1522字節(jié)的以太網(wǎng)幀。這是一種廠商標準的超長幀格式,專門為千兆以太網(wǎng)而設計。巨型幀的長度各廠商有所不同,從9000字節(jié)~64000字節(jié)不等。
2. 如何確認電腦網(wǎng)卡是否支持巨型幀?如何設置?
可以在網(wǎng)卡的屬性-高級配置界面查看設備是否有巨型幀選項,有對應選項的話則選擇對應的值即可,網(wǎng)卡默認關閉巨型幀功能。
3. 如何確認網(wǎng)絡設備(路由器/交換機/AP)是否支持巨型幀?
巨型幀是交換芯片才能支持的功能,不同芯片方案是否支持需要根據(jù)芯片方案查詢,另外注意:交換機巨型幀不支持三層轉發(fā)。
4. 關于巨型幀的幾點注意事項:
端到端之間的所有轉發(fā)接口都需要支持巨型幀才能將巨型幀數(shù)據(jù)包從一端轉到另一端,如果中間轉發(fā)設備(交換機)不支持巨型幀或者支持的最大巨型幀比網(wǎng)卡設置的巨型幀小,交換機則會將數(shù)據(jù)包丟棄;;
TCP巨型幀協(xié)商過程,由系統(tǒng)MTU決定,握手階段協(xié)商MSS:
UDP巨型幀傳遞過程,網(wǎng)卡直接根據(jù)巨型幀值發(fā)送UDP封包:
部分網(wǎng)卡安裝到系統(tǒng)后,通過修改網(wǎng)卡支持的巨型幀之后,電腦的默認MTU也會跟隨被修改,但是部分網(wǎng)卡的系統(tǒng)MTU不會被修改,這個可以通過命令(管理員模式下CMD)來確認和修改:
改電腦mtu:
netsh interface ipv4 set subinterface "以太網(wǎng) 2" mtu=1500 store=persistent;
查看mtu:
netsh interface ip show interface