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千兆位以太网接口的理论最大吞吐量是多少?

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Category:
ontap-9
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Perf
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适用场景

所有NetApp产品

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

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

 

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