Jumbo Frames bieten Ihrem lokalen Netzwerk einige gravierende Vorteile. Sie können die Geschwindigkeit Ihres gesamten Netzwerks beschleunigen, für eine bessere Interaktion zwischen einigen Anwendungen sorgen und die Belastung Ihres Netzwerks verringern. Sie haben auch einige schwerwiegende Einschränkungen und Nachteile, da sie den Ethernet-Standard brechen. Wenn Sie überlegen, Jumbo Frames zu implementieren, müssen Sie zuerst Ihre Hausaufgaben machen.
Ethernet-Frames
Bevor Sie Jumbo-Frames verstehen können, müssen Sie eine gute Vorstellung davon haben, was Ethernet-Frames sind. Ethernet-Frames rahmen also buchstäblich die Daten ein, die in Ethernet-Paketen übertragen werden. Alle Ethernet-Frames haben die gleichen Grundbestandteile. Diese Struktur ist entscheidend für die Zusammenarbeit zwischen Geräten. Es muss für jedes Ethernet-Gerät erkennbar sein, damit Daten übertragen und verstanden werden können. Jeder Ethernet-Frame beginnt mit einer Präambel. Netzwerkgeräte verwenden die Präambel, um den Frame zu unterscheiden und die Übertragung des Frames zu synchronisieren.
Am Ende der Präambel befindet sich der Start Frame Delimiter (SFD). Das SFD dient dazu, die Präambel vom eigentlichen Fleisch des Ethernet-Frames zu trennen. Direkt nach dem SFD kommt die Ziel-MAC-Adresse, direkt gefolgt von der Quell-MAC-Adresse. Diese sind natürlich wichtig, um sicherzustellen, dass das Paket dort ankommt, wo es hingeht und eine Antwort gesendet werden kann. Das nächste Stück ist nur in der VLAN- Konfiguration vorhanden. Es enthält Informationen zum VLAN.
Danach gibt es einen kleinen Abschnitt des Frames, der Informationen über das Protokoll der Datenübertragung enthält, zu dem das Paket und der Frame gehören. Wenn es sich um TCP / IP-Daten handelt, werden diese hier dargestellt. Das nächste Stück sind die Daten selbst. Diese Daten oder Nutzdaten enthalten den Informationsblock, der tatsächlich übertragen wird. Die Nutzlast ist der ganze Grund für alles andere. Die Nutzlast ist der größte Teil des Ethernet-Frames. Die Größe des Netzwerks kann sich ändern, aber die MTU (Maximum Transmission Unit) des Netzwerks bestimmt die maximale Größe. Der Ethernet-Standard legt die MTU auf 1500 Byte fest.
Das Ende des Ethernet-Frames ist schließlich die Frame Check Sequence (FCS). Es handelt sich um eine zyklische Redundanzprüfung (CRC), mit der der Empfänger des Frames nach fehlenden oder beschädigten Daten suchen kann.
Was macht sie Jumbo?
Warum sind Jumbo Frames Jumbo? Sie tragen viel größere Nutzlasten als normale Ethernet-Frames. Jumbo Frames können bis zu 9000 Bytes laden, anstatt die üblichen maximal 1500 Bytes zu übertragen. Diese wesentlich größeren Frames können sechsmal so viele Daten enthalten wie Standard-Frames. Theoretisch können Sie die Anzahl der in Ihrem Netzwerk übertragenen Pakete unter idealen Bedingungen auf ein Sechstel der Standardraten reduzieren.
Warum Jumbo fahren?
Sie haben bereits einen Einblick in die Gründe für die Verwendung von Jumbo Frames in Ihrem Netzwerk erhalten. Jetzt ist es Zeit, tiefer einzutauchen und die Hauptgründe für die Wahl von Jumbo-Rahmen herauszufinden.
Sie können Ihre Bandbreitennutzung reduzieren. Einer der Hauptgründe für Jumbo-Frames ist das Laden von mehr Daten in weniger Ethernet-Frames. Indem Sie weniger Frames verwenden, reduzieren Sie die Gesamtzahl der Transaktionen im Netzwerk. Diese Reduzierung kann dramatisch sein. In jedem Fall können weniger Transaktionen direkt einer geringeren verwendeten Bandbreite entsprechen. Jumbo Frames entlasten auch Ihre Netzwerkgeräte. Ihr Gerät muss einige Zeit in Anspruch nehmen, um jedes empfangene Paket zu verarbeiten. Die Nutzlastgröße wirkt sich nicht wirklich auf die erforderliche Verarbeitungszeit aus. Netzwerkgeräte befassen sich nur mit den Netzwerkdaten am Anfang eines Ethernet-Frames. Daher belasten weniger große Nutzlasten die Netzwerkausrüstung weniger als viele kleine Nutzlasten.
Jumbo Frames können auch die Gesamtgeschwindigkeit des Netzwerks erhöhen. Da Ihre Netzwerkhardware weniger Frames verarbeiten muss und das Netzwerk die Bandbreite effizienter nutzt, sollten Ihre Datenübertragungsraten höher sein. Der Effekt sollte einem Netzwerk mit weniger Benutzern und weniger Datenverkehr ähneln.
Was ist der Haken?
Jumbo Frames sind nicht perfekt. Die Implementierung in Ihrem Netzwerk weist einige eindeutige Nachteile auf.
Zunächst benötigen Sie Geräte, die Jumbo Frames unterstützen. Nun, dies ist normalerweise kein Problem in Unternehmensumgebungen, aber es ist immer noch eine Überlegung. Alle Netzwerkgeräte müssen Jumbo Frames unterstützen. Dies bedeutet normalerweise, dass mindestens Gigabit-Geschwindigkeiten erforderlich sind. Sie müssen es auch explizit konfigurieren, um mit Jumbo Frames zu arbeiten. Wenn ein Teil der Kette keine Jumbo-Frames unterstützt, werden die Frames fragmentiert. Andernfalls wird die CPU des Geräts stärker belastet, ein Engpass verursacht und das Netzwerk verlangsamt. Kurz gesagt, wenn Ihr Netzwerk keine Jumbo-Frames unterstützt, erhalten Sie das Gegenteil der gewünschten Ergebnisse.
Es sind nicht nur Ihre Router und Switches, auf die Sie achten müssen. Die Netzwerkschnittstellenkarten (Network Interface Cards, NIC) aller Client-Computer sollten auch Jumbo-Frames unterstützen. Andernfalls funktionieren sie weiterhin, aber die Verbindung wird auf diesem Client langsamer, da die Frames in kleinere Standardframes aufgeteilt werden.
Es ist auch wichtig zu bedenken, dass größere Pakete anfälliger für Korruption sind. Dies ist immer dann der Fall, wenn Sie mit großen Datenmengen arbeiten. Netzwerkhardware ist besser darin geworden, Korruption zu verhindern, aber es ist immer noch ein Faktor.
Wie man sie benutzt
Wie in den meisten Netzwerksituationen ist es sehr schwierig, Einzelheiten anzugeben. Hier kommt es jedoch auf die Kompatibilität an. Wenn Ihre gesamte Hardware Jumbo Frames unterstützt, sollte das Einrichten kein Problem darstellen. MTU ist der Schlüssel zur Verwendung von Jumbo Frames. Beim Einrichten Ihres Netzwerks wird die MTU-Einstellung auf jedem Gerät auf 9000 Byte anstatt auf die Standardeinstellung von 1500 Byte geändert. Überprüfen Sie zunächst jeden Router, jeden Switch und jedes andere netzwerkspezifische Gerät in Ihrem Netzwerk. Stellen Sie sicher, dass es Jumbo Frames unterstützt. Wenn dies alle tun, ändern Sie die MTU-Einstellungen für jeden einzelnen.
Dann machen Sie dasselbe auf Ihren angeschlossenen Geräten. Sie müssen die MTU über das Betriebssystem jedes Computers einstellen. Auf Unix-basierten Systemen ist dies in der Regel einfacher, aber Sie können dies auch unter Windows tun. In Windows 10 können Sie Jumbo Frames über die Einstellungen Ihrer Netzwerkkarte aktivieren. Im Geräte-Manager können Sie Ihre Netzwerkkarte auswählen. Suchen Sie nach einer Jumbo Frames-Einstellung. Wenn es nicht vorhanden ist, wird es von Ihrer Karte nicht unterstützt. Wenn Sie Jumbo Frames auswählen, stellen Sie die Größe auf 9 KB ein.
Unter Linux gibt es verschiedene Möglichkeiten, um Jumbo Frames zu aktivieren. Angenommen, Sie verwenden Linux auf dem Desktop, können Sie die MTU-Größe über Network Manager erhöhen. Wählen Sie die richtige Verbindung aus, und Sie können einen benutzerdefinierten MTU-Wert eingeben. Wenn Sie mit einem Server arbeiten, stehen Ihnen einige andere CLI-Optionen zur Verfügung, z. B. das Schreiben einer benutzerdefinierten Systemd-Einheit, das Festlegen über ifconfig beim Start oder das Festlegen des Werts in resolv.conf.
Wenn Sie Telefone oder andere Geräte haben, die keine Jumbo-Frames unterstützen, bleiben die von diesen Geräten stammenden Ethernet-Frames die Standard-1500-Bytes. Das Gerät zerstört alle Jumbo-Frames, die dort ankommen.
Wenn Sie ein großes Netzwerk betreiben, werden Sie wahrscheinlich einen schönen Vorteil von Jumbo Frames sehen. Heimanwender können sie verwenden, sehen jedoch möglicherweise keinen so großen Nutzen. Da es nicht allzu schwierig ist, sie einzurichten, können Sie damit experimentieren, wenn Sie sich abenteuerlustig fühlen.
