千兆位以太网接口的理论最大吞吐量是多少？
不可不使用
适用场景
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问题解答
它取决于帧大小、但通常介于110到125 MB/秒之间注：
- 根据行业标准、位缩写为小写"b"、而字节(8位)缩写为大写"B"
- 在本文中、兆位是1024 x 1024位、而不是1000 x 1000位
- 在本文中、兆字节是指1024 x 1024字节或一个兆字节
以太网帧中有哪些内容？
| 帧字段 | 长度(以字节为单位) | 以位为单位的长度(字节x 8) |
|---|---|---|
| 引言 | 8 | 64 |
| 帧间隙 | 12 | 96 |
| 目标MAC地址 | 6 | 48 |
| 源MAC地址 | 6 | 48 |
| 协议类型 | 2 | 16 |
| 有效负载 | 46 | 368 |
| CRC | 4 | 32 |
| 总计 | 84 | 672 |
注意： 前导帧和帧间差距不是实际帧本身的一部分、而是在起始处增加16字节(128位)、必须在计算中予以考虑
如何计算帧速率？
- 每秒帧数可计算为：
- 速率/帧大小=每秒帧数
- 1、000、000、000位/672位= 1、488、000帧/秒
如何计算512位(64字节)帧的最大吞吐量？
- 最大理论吞吐量计算如下：
- 每秒帧数x帧大小=吞吐量
- 1、445、000帧/秒x 512位= 707 Mbps
- 但是、我们必须包括帧大小+前言+帧间差距
- 1、488、000帧/秒x (512位+ 64位+ 64位)= 523 Mbps
如何计算标准MTU (1518字节)帧的最大吞吐量？
- 速率/帧大小=每秒帧数
- 1、000、000、000 /(1518 + 8 + 8 = 1538字节* 8 = 12、144位)= 82、345帧/秒
- 帧/秒*帧大小=吞吐量
- 82、345 *(1518 + 8 + 8 = 1538)= 120.77 MB/秒或966 Mbps
- 注意： 这些数字不包括以太网帧、IP、TCP或UDP开销、因此吞吐量会更低
如何计算巨型MTU (9000字节)帧的最大吞吐量以及TCP开销
| 框架部件 | 大小(以字节为单位) |
|---|---|
| 帧大小 | 9000 |
| 帧间隙 | 12 |
| 以太网前言 | 8 |
| 以太网标头 | 14 |
| 以太网帧检查序列(FCS) | 4 |
| IP标头 | 20 |
| TCP报头 | 20 |
| TCP选项 | 12 |
- 每秒帧数：
- 以太网速度(以位为单位)/(帧大小+帧间隙+以太网前导码)
- 1、000、000、000位/((9、000+12+8 = 9、020字节) x 8 = 72、160位)= 13、858帧/秒
- 无开销的最大吞吐量：
- 13、858 x 72、000 = 997 Mbps
- 前导码开销：
- 13、858 x 8 x 8 =.886
- 帧间差距：
- 13、858 x 12 x 8 = 1.33 Mbps
- 以太网标头开销：
- 13、858 x 14 x 8 = 1.55 Mbps
- 以太网FCS开销：
- 13、858 x 4 x 8 =.443 Mbps
- IP标头开销：
- 13、858 x 20 x 8 = 2.21 Mbps
- TCP报头开销：
- 13、858 x 20 x 8 = 2.21 Mbps
- TCP选项开销：
- 13、858 x 12 x 8 = 1.33 Mbps
- 使用巨型帧和TCP时的千兆以太网理论吞吐量：
- 997Mbps -.886-1.33 - 1.55 -.443 - 2.21 - 2.21 - 1.33 = 987Mbps / 8 = 123MB/秒
- 997Mbps -.886-1.33 - 1.55 -.443 - 2.21 - 2.21 - 1.33 = 987Mbps / 8 = 123MB/秒
追加信息
- 不使用巨型帧且使用TCP的千兆以太网的近似吞吐量约为928Mbps或116MB/秒
- 但是、这仍然不能准确地反映现实世界中的预期情况
- 其他因素也会影响吞吐量、例如：
- 文件大小
- 事务类型
- 缓存命中/未命中
- CPU 利用率
- 网络利用率
- 磁盘利用率
- 协议(CIFS、NFS、iSCSI等)延迟/问题
- 客户端类型
- 内核版本
- TCP拥塞控制
- 数据包丢失
- 带宽延迟产品
- NIC配置不当
- 无线介质
- 等