Ethernet ir visur, un desmitiem tūkstošu ražotāju ražo iekārtas, kas to atbalsta. Tomēr gandrīz visām šīm ierīcēm ir viena kopīga iezīme - :
$ ip l
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 state UNKNOWN
link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
2: enp5s0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 state UP
link/ether xx:xx:xx:xx:xx:xx brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
MTU (Maksimālā pārraides vienība) nosaka vienas datu paketes maksimālo izmēru. Parasti, apmainoties ar ziņojumiem ar ierīcēm savā LAN, MTU būs aptuveni 1500 baiti, un gandrīz viss internets darbojas arī ar 1500 baitiem. Tomēr tas nenozīmē, ka šīs sakaru tehnoloģijas nevar pārraidīt lielākus pakešu izmērus. .
Piemēram, 802.11 (pazīstams kā WiFi) MTU ir 2304 baiti, un, ja jūsu tīkls izmanto FDDI, tad jūsu MTU ir 4352 baiti. Pats Ethernet ir jēdziens “milzu kadri”, kur MTU var piešķirt lielumu līdz 9000 baitiem (ar NIC, slēdžu un maršrutētāju atbalstu šim režīmam).
Tomēr internetā tas nav īpaši nepieciešams. Tā kā interneta galvenos mugurkaulus galvenokārt veido Ethernet savienojumi, de facto neoficiālais maksimālais pakešu lielums ir iestatīts uz 1500 B, lai izvairītos no pakešu sadrumstalotības citās ierīcēs.
Pats skaitlis 1500 ir dīvains - varētu sagaidīt, ka datoru pasaulē konstantes balstīsies, piemēram, uz divu pakāpēm. Tātad, no kurienes radās 1500B un kāpēc mēs to joprojām lietojam?
Maģiskais skaitlis
Ethernet pirmais lielais izrāviens pasaulē notika standartu veidā. (plānas) un (biezs), skaitļi, kuros norādīts, cik simtus metru var aptvert konkrētais tīkla segments.
Tā kā tajā laikā bija daudz konkurējošu protokolu un aparatūrai bija savi ierobežojumi, formāta veidotājs atzīst, ka maģiskā skaitļa 1500 rašanos spēlēja pakešu bufera atmiņas prasības:
Atskatoties, ir skaidrs, ka lielāks maksimums varētu būt bijis labāks risinājums, taču, ja mēs būtu agrāk palielinājuši NIC izmaksas, tas būtu neļāvis Ethernet kļūt tik plaši izplatītam.
Tomēr tas nav viss stāsts. IN “Ethernet: Distributed Packet Switching in Local Computer Networks”, 1980, sniedz vienu no agrākajām analīzēm par lielu pakešu izmantošanas efektivitāti tīklos. Tolaik tas bija īpaši svarīgi Ethernet tīkliem, jo tie varēja vai nu savienot visas sistēmas ar vienu koaksiālo kabeli, vai arī sastāvēt no centrmezgliem, kas spēj nosūtīt vienu paketi uz visiem mezgliem tajā pašā segmentā vienlaikus.
Bija jāizvēlas tāds skaitlis, kas, pārsūtot ziņojumus pa segmentiem, neradītu pārāk lielu aizkavi (dažkārt diezgan noslogotu), un tajā pašā laikā pārāk nepalielinātu pakešu skaitu.
Acīmredzot inženieri tolaik izvēlējās numuru 1500 B (apmēram 12000 bitu) kā “drošāko” iespēju.
Kopš tā laika ir nākušas un pazudušas dažādas citas ziņojumapmaiņas sistēmas, taču starp tām Ethernet bija viszemākā MTU vērtība ar baitiem 1500. Minimālās MTU vērtības pārsniegšana tīklā nozīmē vai nu pakešu sadrumstalotību, vai iesaistīšanos PMTUD [maksimālā paketes izmēra atrašana atlasītajam ceļam]. Abiem variantiem bija savas īpašās problēmas. Pat ja dažreiz lielie OS ražotāji pazemināja MTU vērtību vēl zemāk.
Efektivitātes koeficients
Tagad mēs zinām, ka interneta MTU ir ierobežots līdz 1500 B, galvenokārt mantotās latentuma metrikas un aparatūras ierobežojumu dēļ. Cik lielā mērā tas ietekmē interneta efektivitāti?
Ja aplūkojam datus no liela interneta apmaiņas punkta AMS-IX, redzam, ka vismaz 20% pārsūtīto pakešu ir maksimālais izmērs. Varat arī apskatīt kopējo LAN trafiku:
Ja apvienojat abas diagrammas, jūs iegūstat kaut ko līdzīgu šim (datplūsmas aprēķini katram pakešu lieluma diapazonam):
Vai arī, ja skatāmies uz visu šo virsrakstu trafiku un citu pakalpojumu informāciju, mēs iegūstam to pašu grafiku ar atšķirīgu mērogu:
Diezgan liela joslas platuma daļa tiek tērēta lielākās izmēra klases pakešu galvenēm. Tā kā lielākā pieskaitāmā slodze pīķa trafika laikā ir 246 GB/s, var pieņemt, ka, ja mēs visi būtu pārgājuši uz "jumbo kadriem", kad šāda iespēja vēl pastāvēja, tad šī virsslodze būtu tikai aptuveni 41 GB/s.
Bet es domāju, ka šodien lielākajai daļai interneta tas vilciens jau ir aizgājis. Un, lai gan daži pakalpojumu sniedzēji strādā ar MTU 9000, lielākā daļa to neatbalsta, un mēģinājums kaut ko globāli mainīt internetā atkal un atkal ir izrādījies ārkārtīgi sarežģīts.
Avots: www.habr.com