本期将为大家详解“巨型帧”。
一、什么是巨型帧?
巨帧(巨型帧、Jumbo Frame)是一种厂商标准的超长帧格式,以太网标准的最大帧长度为1518字节。
不同于以太网标准帧长,Jumbo Frame(巨型帧)的长度各厂商有所不同,从9000字节~64000字节不等。
采用Jumbo Frame能够令千兆以太网性能充分发挥,使数据传输效率提高50%~100%。在网络存储的应用环境中,Jumbo Frame更具有非同寻常的意义。目前通常是将1500Byte至9000Byte这一段叫做Jumbo帧,然后从9000Byte至64000Byte叫做Super jumbo frames,也就是超巨帧。
二、巨型帧有什么优势和劣势?
1. 优势:可提高网络的吞吐率和效率
小的数据报文封装二层包头时效率不高,同时减少设备的CPU 负担,对于小的报文CPU花大量的时间来分片和重组报文。
巨帧需要在相互通讯的2个通讯端口(交换机端口或网卡端口)上同时支持,而且与以前的以太网产品不兼容,因此主要会应用于千兆主干的端口之间以及服务器端口接入到网络主干的链路。
交换机把Jumbo Frame格式的数据转发向不兼容Jumbo Frame的端口时应进行帧格式的转换,即把Jumbo Frame帧格式的数据转换成标准以太网的帧格式,从而保证其正常工作。相反,从不兼容Jumbo Frame的端口向支持Jumbo Frame的端口转发数据时,交换机可以把多个标准以太网帧合并成超长Jumbo Frame帧,从而提高传输效率。
2. 劣势:存在兼容新问题
由于巨型帧是各个厂家的标准,各厂家支持的巨型帧最大长度如果不一致,可能会导致链路上数据转发异常。
三、巨型帧的典型应用有哪些?
一些工业相机场景,大文件传输拷贝场景,采用巨型帧传输可以提高传输效率。
四、常见问题和注意事项
1. 如何理解数据链路层最大传输数据为1500Byte和巨型帧的区别?
数据链路层最大传输数据为1500Byte为IEEE公认的默认情况下链路最大数据帧(MTU),在VLAN tag的场景下,即最大数据包字节长度1522字节(1500+14+4+4),巨型帧是帧长大于1522字节的以太网帧。这是一种厂商标准的超长帧格式,专门为千兆以太网而设计。巨型帧的长度各厂商有所不同,从9000字节~64000字节不等。
2. 如何确认电脑网卡是否支持巨型帧?如何设置?
可以在网卡的属性-高级配置界面查看设备是否有巨型帧选项,有对应选项的话则选择对应的值即可,网卡默认关闭巨型帧功能。
3. 如何确认网络设备(路由器/交换机/AP)是否支持巨型帧?
巨型帧是交换芯片才能支持的功能,不同芯片方案是否支持需要根据芯片方案查询,另外注意:交换机巨型帧不支持三层转发。
4. 关于巨型帧的几点注意事项:
端到端之间的所有转发接口都需要支持巨型帧才能将巨型帧数据包从一端转到另一端,如果中间转发设备(交换机)不支持巨型帧或者支持的最大巨型帧比网卡设置的巨型帧小,交换机则会将数据包丢弃;;
TCP巨型帧协商过程,由系统MTU决定,握手阶段协商MSS:
UDP巨型帧传递过程,网卡直接根据巨型帧值发送UDP封包:
部分网卡安装到系统后,通过修改网卡支持的巨型帧之后,电脑的默认MTU也会跟随被修改,但是部分网卡的系统MTU不会被修改,这个可以通过命令(管理员模式下CMD)来确认和修改:
改电脑mtu:
查看mtu: