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。
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環境
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回答
フレームサイズに依存しますが、通常は110~125MB/sです注:
- 1ビットは小文字の「b」と省略されますが、1バイト(8ビット)は業界標準ごとに大文字の「B」で省略されます
- この記事では、メガビットは1024 x 1024ビットであり、1000 x 1000ビットではありません
- この記事では、Megabyteは1024 x 1024バイト、つまりMebibyteを意味します
イーサネットフレームとは何ですか。
フレームフィールド | バイト単位の長さ | 長さ(ビット単位)(バイトx 8) |
---|---|---|
プリアンブル | 8 | 64 |
フレーム間のギャップ | 12 | 96 |
宛先MACアドレス | 6 | 48 |
送信元MACアドレス | 6 | 48 |
プロトコルタイプ | 2 | 16 |
ペイロード | 46 | 368 |
CRC | 4 | 32 |
合計 | (84) | 672 |
注意 :プリアンブルとインターフレームのギャップは、実際のフレーム自体には含まれませんが、最初に16バイト(128ビット)を追加し、計算で考慮する必要があります
フレームレートの計算方法
- 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= 1秒あたりのフレーム数
- 1,000,000,000ビット/672ビット= 1,488,000フレーム/秒
512ビット(64バイト)フレームの最大スループットはどのように計算されますか。
- 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=スループット
- 1,448,000フレーム/秒x 512ビット= 707Mbps
- ただし、フレームサイズ、プリアンブル、フレーム間のギャップを含める必要があります
- 1、488、000フレーム/秒x(512ビット+ 64ビット+ 64ビット)= 523 Mbps
標準MTU(1518バイト)フレームの最大スループットはどのように計算されますか。
- レート/フレームサイズ= 1秒あたりのフレーム数
- 1,000,000,000,000 /(1518+8+8=1538バイト×8=12,144ビット)= 82,345フレーム/秒
- フレーム数/秒*フレームサイズ=スループット
- 82、345 *(1518 + 8 + 8 = 1538)= 120.77 MB/秒または966 MBps
- 注 :これらの数値にはイーサネットフレーム、IP、TCP、UDPのオーバーヘッドは含まれないため、スループットは低下します
ジャンボMTU(9000バイト)フレームとTCPオーバーヘッドの最大スループットはどのようにして計算されますか
フレームパーツ | サイズ(バイト) |
---|---|
フレームサイズ | 9、000 |
フレーム間のギャップ | 12 |
イーサネットプリアンブル | 8 |
イーサネットヘッダー | 14 |
イーサネットフレームチェックシーケンス(FCS) | 4 |
IPヘッダー | 20 |
TCPヘッダー | 20 |
TCPオプション | 12 |
- 1秒あたりのフレーム数:
- イーサネット速度(ビット単位)/(フレームサイズ+フレーム間ギャップ+イーサネットプリアンブル)
- 1、000、000、000、000、000ビット/(((9、000 + 12 + 8 = 9、020bytes)x 8 = 7、160ビット)= 13、858フレーム/秒
- オーバーヘッドのない最大スループット:
- 13,858 x 72,000 = 997Mbps
- 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 x 12 x 8 = 1.33Mbps
- イーサネットヘッダーのオーバーヘッド:
- 13,858 x 14 x 8 = 1.55 Mbps
- イーサネットFCSオーバーヘッド:
- 13,858 x 4 x 8=.443Mbps
- IPヘッダーのオーバーヘッド:
- 13,858 x 20 x 8 = 2.21Mbps
- TCPヘッダーオーバーヘッド:
- 13,858 x 20 x 8 = 2.21Mbps
- TCPオプションのオーバーヘッド:
- 13,858 x 12 x 8 = 1.33Mbps
- ジャンボフレームを使用し、TCPを使用したギガビットイーサネットの理論スループット:
- 997Mbps -.886 - 1.33 - 1.55 -.443 - 2.21 - 2.21 - 1.33 = 987MBps / 8 = 123MBps
- 997Mbps -.886 - 1.33 - 1.55 -.443 - 2.21 - 2.21 - 1.33 = 987MBps / 8 = 123MBps
追加情報
- ジャンボフレームを使用せず、TCPを使用した場合のギガビットイーサネットのおおよそのスループットは、約928Mbpsまたは116MB/秒です
- しかし、これは現実世界で期待できるものを正確に表現するものではありません
- スループットに影響する要因はほかにもあります。次に例を示します。
- 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/キャッシュミス
- CPU利用率
- ネットワーク使用率
- ディスク利用率
- プロトコル(CIFS、NFS、iSCSIなど)の遅延/問題
- クライアントタイプ
- カーネルのバージョン
- TCP輻輳制御
- パケット損失
- 帯域幅遅延製品
- NICの設定ミス
- ワイヤレスメディア
- など。