Ein Softwarehersteller, mit dem ich zusammenarbeite, verlangt Gigabit-Ethernet-Verbindungen für ein klassisches Client-Server-Software-Setup. Auf meine überraschte Frage, warum er so große Datenmengen zwischen Client und Server übertragen müsse, antwortete der Hersteller, dass er keine großen, sondern viele kleine Pakete übertrage. Er sagte mir, dass dies seiner Erfahrung nach über Gigabit-Verbindungen viel schneller funktioniere als über 10- oder 100-Megabit-Verbindungen.
Da ich Ethernet als serielle Verbindung verstanden habe und die Übertragungsgeschwindigkeit hauptsächlich durch das Medium (Glasfaser, Kupfer usw.) begrenzt wird, bin ich verwirrt. Gibt es eine theoretische Erklärung für das Phänomen, wie sie der Anbieter erklärt, die ich möglicherweise übersehe? Ich habe nicht gerade Erfahrung mit Hardware, also gibt es vielleicht Optimierungsmaßnahmen in Gigabit-Standards, die diesen Sonderfall irgendwie optimieren.
Angenommen, ich müsste 1.000.000 Pakete mit jeweils nur wenigen Bytes senden. Gibt es einen Grund, warum dies bei Gigabit-Ethernet schneller sein könnte als bei 10/100-Megabit-Ethernet?
Antwort1
Die Paketrate (pps) ist ein direktes Ergebnis der Division der Leitungsgeschwindigkeit durch die Paketgröße. Daher skaliert sielinearmit Leitungsgeschwindigkeit.
Die minimale Ethernet-Framegröße beträgt 84 Bytes, die maximale (Jumbo Frames außer Acht lassend) 1.538 Bytes. Somit sind folgende Frameraten möglich:
- 100 Mbit/s: 8.127 f/s bis 148.809 f/s
- 1 GBit/s: 81.274 f/s bis 1.488.096 f/s
Mehr Bandbreite ist in Bezug auf den Durchsatz immer besser. In Bezug auf die Latenz kann sie jedoch schlechter sein und verbraucht wahrscheinlich mehr Strom.
Antwort2
Wenn ich beispielsweise ein 5-KB-Paket habe, warum sollte es dann eine Rolle spielen, ob die Leitung 10, 100 oder 1000 MBit übertragen kann?
Die Linieist nichtgemessen in "Megabit", es wird in Megabit gemessenpro Sekunde. Es handelt sich um eine Einheit, die für jede Datengröße gleichermaßen gilt – genau wie „Kilometer pro Stunde“ für jede Entfernung gleichermaßen gilt. (Beispielsweise ist das Zurücklegen von 10 Metern mit 20 km/h immer noch zehnmal schneller als das Zurücklegen mit 2 km/h.)
Die Einheiten können bei Bedarf herunterskaliert werden – beispielsweise kann 1 km/h in ~0,27 m/s umgerechnet werden. Ebenso kann 1 Gb/s in 1 kb/µs umgerechnet werden. Das ist immer noch derselbe Wert, aber Sie können sehen, dass die Übertragung von 5 Kilobit bei 1 kb/µs (1 Gb/s) 5 Mikrosekunden dauert – zehnmal schneller als 50 µs.
[Ich hoffe wirklich, dass ich richtig gerechnet habe]
Angenommen, ich müsste 1.000.000 Pakete mit jeweils nur wenigen Bytes senden. Gibt es einen Grund, warum dies mit Gigabit-Ethernet schneller sein könnte als mit Megabit-Ethernet?
Es heißt "Gigabit-Ethernet", weil seine Datenübertragungsrate 1 Gbps (Gigabit pro Sekunde) beträgt. Das ist eigentlich keine Kapazität, sondern einefeste Taktrate.Wenn Sie beispielsweise ein Gigabit senden, wird es in einer Sekunde mit 1 Gbit/s übertragen. Wenn Sie jedoch 10 Megabit senden, werden diese in 0,01 Sekunden übertragen.immer noch bei 1 Gbit/s,und die Verbindung bleibt für die restlichen 0,99 Sekunden inaktiv.
Mit anderen Worten, es wird nicht je nach Paketgröße umgeschaltet. Egal, ob Sie X Gb bestehend aus großen Paketen oder X Gb bestehend aus kleinen Paketen senden, sie sindstetsmit der gleichen Rate von 1 Gbit/s gesendet, die immer 10-mal schneller ist als 100 Mbit/s.
Nachdem ich verstanden habe, dass Ethernet eine serielle Verbindung ist und die Übertragungsgeschwindigkeit für kleine Pakete hauptsächlich durch das Medium (Glasfaser, Kupfer usw.) begrenzt ist,
Nicht alle seriellen Verbindungen funktionieren gleich. Die Bitrate, die Sie über dasselbe Medium erreichen können, kann je nachKodierungUndModulationdie Sie verwenden, um diese Bits auf das Kabel zu bringen. (Und noch eine ganze Reihe anderer Dinge, von denen ich keine Ahnung habe.) Darüber hinaus verwendet Gigabit-Ethernet (und ebenso USB 3.2, PCI-e, SATA und viele andere serielle Verbindungen) mehrere Lanes, um mehrere Datenblöcke gleichzeitig zu senden.