巨型幀 Jumbo Frame 面臨的問題

通常人們都認為Jumbo Frame（巨型幀）是一個相對簡單的技術，應該被廣泛的應用在局域網中，但是情況並非如此。

應該說Jumbo 幀在一些領域裡（電腦自動關機）是非常有用的，它是有意設計為加速大文件傳輸服務的。以太網標准定義的最大幀長度為1518字節，這樣一個大的文件就需要被切碎成為若干塊，放到多個以太網幀中。而每個數據塊傳輸的時候都會引入幀頭和尾的開銷。倘若能夠用一個大的幀完成文件的傳輸，則會減少很多幀的開銷，提高網絡的利用率和傳輸速率。通常人們認為，這一技術最大的應用瓶頸是在於至今沒有標准化。

但是，有些人不這麼看，許多人提出了超長幀的以下缺點：它們可能會成為融合網絡的障礙。如果人們在網絡上傳送語音或其他對延遲敏感的內容，不需要有妨礙這些對延遲敏感數據的超長幀傳輸。有人舉例說，超長幀會造成延遲，一旦一個‘大家伙'在線路上傳送，它會較長時間占用線路，阻止其他人使用線路，從而造成延遲。

另一位讀者提到超長幀可以在一條與其他網絡隔離的網絡中使用，因此它們不會妨礙其他傳輸流。存儲區域網也許就是這樣的一個例子。

但是首先，使用超長幀可能不再是一種優勢。來自大學的兩（電腦沒聲音）位用戶說，為了了解超長幀是否能實際提高性能，他們測試了超長幀。一位用戶談道：“經過全面的測試後，我們得到的結論是：在使用現代的PC和千兆網卡時，性能提高得很少。超長幀在過去年代裡（電腦自動關機）的主要優勢是減小高中斷率對計算機的影響。但是，3-GHz CPU具有處理千兆流量的充足能力，網卡和驅動程序不再需要每一個數據包都中斷一次。我們認為超長幀理論上看是一個不錯的想法，但是在實際中它在千兆位時用處不大。10G以太網可能是另一個問題。

另一位用戶談道：“我們發現降低性能的原因不是協議處理開銷，而是CPU與網卡緩沖區之間數據移動所產生的延遲和影響。由於DMA（直接存儲器存取）尺寸越大，CPU花在設置DMA和其他東西的時間就越少，時延也減少了。隨著CPU速度的增加，協議處理開銷就變得越來越無足輕重。我們的結論是，如果標准的商品化網卡允許超長DMA傳輸，你就可以獲得更大的性能增益。同時，你不必修改MTU（最大傳輸單元）大小，打破標准。”

最後，一位來自廠商的人提到了使用巨型幀的幾個缺點。首先，幀越長意味著如果丟失一幀數據，則是一次更為嚴重的網絡事件，而重新傳送丟失的數據包成為更為耗費時間的工作。其次，網絡中的每種東西都必須支持超長幀，超長幀才能使用。第三，Internet連接不支持超長幀：一個長度超過Internet連接所支持長度的幀將在發送前被分段，從而大大降低了Internet連接的性能和可靠性。這導致需要每一個工作站都必須知道哪個數據包傳送到本地網絡，哪個數據包傳送到Internet。為了檢測線路上的最大數據包長度，IP執行MTU路由發現算法，但是，這不是標准化的作法，並且，由於拒絕服務攻擊，許多防火牆不允許與這種算法有關的ICMP數據包通過。因此，超長幀不能在與Internet連接的網絡中使用。

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國內關於Jumbo幀的討論並不多，國內一些有識之士，對其應用持肯定態度，但對使用方法提出建議。

Fluke公司蔡昌信先生的看法非常有意思。他對Jumbo幀的看法有兩（電腦沒聲音）點。首先是，他認為幀大小的選擇，實際上體現的是數據通信過程中對鏈路可靠性的一種控制。如果說鏈路是非常干淨的並且很少出現差錯，那麼這條鏈路上可以傳輸非常大的幀，而不必為此付出任何系統開銷。但是問題是，人們是否認為他們的鏈路狀況足夠好，信任他們的鏈路狀況。

另一方面是，在一條鏈路上究竟有什麼樣的數據在傳輸。如果在一個鏈路上同時有實時應用的數據和對延遲並不敏感的數據在傳輸，那麼Jumbo幀的使用，會極大地影響到實時應用（蔡先生在此用到了“kill"這個詞）。他認為Jumbo幀對於一些比較純粹的大文件傳輸是非常有用的，比如說SAN這樣的應用。但是如果在一個多種應用混合傳輸的環境中，並且沒有端到端的QoS策略、帶寬分配設置，廣泛的使用Jumbo幀是非常不理智的事情。

另一位來自廠商的朋友也表達了自己的意見，他認為如果想享用Jumbo幀所帶來的好處，就需要一個能夠端到端支持Jumbo幀的環境，否則的話在一些地方需要重新切幀，同樣會引入更多的開銷。

另一方面，支持Jumbo幀需要新的硬件，但是這同樣是一個令人非常頭痛的事情。這也導致了今天Jumbo幀現在僅僅在一些特殊環境使用，比如在服務器場用於數據的傳輸。

他個人認為，從長遠的角度看Jumbo幀是有好處的，而且不僅IP存儲，很多應用都會從中獲益。而且，新設備中支持Jumbo幀的越來越多，端到端支持是有希望的。他特別強http://.調要端到端使用才有意義。

另外，他還表示，在1000米的距離上，我們計算傳輸9K字節長的幀的時間，在高速網絡上，並不像一些人擔心的那樣，會引入巨大的延遲。

巨型幀 Jumbo Frame 面臨的問題