ギガビットイーサネットインターフェイスの理論上の最大スループットはどれですか。

環境

•  clustered Data ONTAP 8 
•  Data ONTAP 7 以前 

回答

パフォーマンスベンチマークの過程では、理論上のスループットが最大になるという問題は、多くの場合、頭が悪くなります。1 Gbps の理論上の最大値はどれですか。

注：次の概算は、科学的な事実ではなくガイドラインとして使用する必要があります。

イーサネットについては、理論上の最大スループットを計算できるように、いくつかのことを理解しています。すべてのフレームには、 8 バイトプリアンブル、 12 バイトのフレーム間ギャップ、および最小長 64 バイト（宛先 MAC （ 6 バイト）、送信元 MAC （ 6 バイト）、プロトコルタイプ（ 2 バイト）、ペイロード（ 46 バイト）、および CRC （ 4 バイト）を含める必要があります。この場合、プリアンブルとフレーム間ギャップを含むフレームサイズは 84 バイト（ 8+12+64 ）です。

1 秒あたりのフレーム数は、次のように計算できます。

レート / フレームサイズ = フレーム / 秒

1000 Mbps/ （ 84 バイト × 8 ） = フレーム / 秒

または

10 億ビット / 672 ビット = 1,488 万 8 千フレーム / 秒

その結果、理論上の最大スループットは次のように計算されます。

1 秒あたりのフレーム数 x フレームサイズ

1,488 、 000 × 512 ビット ** = 761 Mbps

注： 64 バイトフレーム × 8 ビット = 512 ビット

ただし、プリアンブルとフレーム間のギャップから帯域幅が多少失われます。次のように計算できます。

プリアンブル（ 8 バイトであることを思い出してください）：

1 秒あたりのフレーム数 × 8 バイト × 8 ビット（ Mbps に変換）

1,488 、 000 × 8 × 8 = 95 Mbps

フレーム間ギャップ（ 12 バイトであることを思い出してください）：

1 秒あたりのフレーム数 × 12 バイト × 8 ビット（ Mbps に変換）

1,488 、 000 × 12 × 8 = 143Mbps

したがって、 64 バイトフレームを指定した場合の実際の最大値は、 523 Mbps （ 761 ～ 95 ～ 143 ）または 65 Mbps です。

ここでは、 1518 バイトのフレームを使用して計算をすばやく実行します。

プリアンブルとフレーム間のギャップを追加します。

8+12+1518 = 1538

1000 Mbps/ （ 1538 バイト × 8 ） = 81,274 フレーム / 秒

81,274 フレーム / 秒 x 12144 ビット *** = 986 Mbps

注： 1518 バイト × 8 ビット = 12.144 ビット

プリアンブルオーバーヘッド： 81,274 × 8 × 8 = 5Mbps

フレーム間ギャップのオーバーヘッド： 81,274 × 12 × 8 = 7Mbps

したがって、 1518 バイトのフレームを指定した場合の最大スループットは 974 Mbps （ 986 ～ 5 ～ 7 ）または 121 MB/ 秒です。

これらの数値にはイーサネットフレーム、 IP 、 TCP 、または UDP のオーバーヘッドは含まれないため、ここでさらにヒットします。

ここでは、 TCP のオーバーヘッドに伴うすべてのオーバーヘッドを備えた 9k MTU （ジャンボフレーム）について見ていきましょう。

フレームサイズ = 9000 バイト
フレーム間ギャップ = 12 バイト
イーサネットプリアンブル = 8 バイト
イーサネットヘッダー = 14 バイト
イーサネット FCS = 4 バイト
IP ヘッダー = 20 バイト
TCP ヘッダー = 20 バイト
TCP オプション = 12 バイト

1 秒あたりのフレーム数： :

9000+12+8=9020x8=72,160 ビット

10 億ビット / 72,160 ビット = 13,858 フレーム / 秒

最大スループット（オーバーヘッドなし）：

13,858 × 72,000 = 997 Mbps

プリアンブルオーバーヘッド： :

13,858 x 8 x 8 = 0.886

フレーム間ギャップ： :

13,858 × 12 × 8 = 1.33 Mbps

イーサネットヘッダーのオーバーヘッド： :

13,858 × 14 × 8 = 1.55 Mbps

イーサネット First Customer Ship （ FCS ）のオーバーヘッド：

13,858 × 4 × 8 = .443 Mbps

IP ヘッダーのオーバーヘッド： :

13,858 × 20 × 8 = 2.21 Mbps

TCP ヘッダーオーバーヘッド： :

13,858 × 20 × 8 = 2.21 Mbps

TCP オプションのオーバーヘッド： :

13,858 × 12 × 8 = 1.33 Mbps

ジャンボフレームを使用したギガビットイーサネットの理論上のスループット、および TCP を使用した場合：

997 Mbps ～ .886 ～ 1.33 ～ 1.55 ～ .443 ～ 2.21 ～ 2.21 ～ 1.33 = 987 Mbps または 123 Mbps

ジャンボフレームを使用せずに TCP を使用する場合のギガビットイーサネットのスループットは、 928 Mbps （ 116 Mbps ）程度です。ただし、これは、お客様が実際の環境で期待できることを正確に表すものではありません。その他の要因がスループットに影響します。これには、ファイルサイズ、トランザクションのタイプ、キャッシュヒット / ミス、 CPU 使用率、ネットワーク使用率、ディスク使用率、プロトコル（ Network File System （ NFS ）、 Common Internet File System Protocol （ CIFS ）など）、クライアントタイプ、カーネルバージョンなどが含まれますが、これらに限定されません

追加情報

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