千兆网络未充分利用

Question

我目前已设置了一个家庭千兆网络，其中包括一个千兆路由器和几台配有千兆网络适配器的机器。连接通过 cat5.e 电缆进行，最长的电缆长约 20 米。

首先，我通过 FTP 进行了测试，传输速率在 300Mbit/s 左右，这相当差，但可能受到许多因素的限制，因此我为此使用了指定的实用程序。我iperf3在两台机器上运行了它，并按照其他答案中的建议，首先我尝试在两台机器上运行环回测试，以查看系统本身是否能够处理流量，结果如下：

显然我不知道自己在做什么，但我认为环回不应该通过 NIC，如果是这样的话，这些结果是有意义的，意味着我的两台机器都能够处理连接。

接下来，我从一台机器转到另一台机器，结果如下

这并不像网络上其他一些问题那么糟糕，但 100 mbit 仍然就是 100 mbit。

我有兴趣找出导致这种情况的原因，我该如何进一步诊断问题？

Answer 1

您可能错误地读取了 iperf 输出，并将兆比特 (MB) 与兆字节 (MebiBytes) 混淆了。

网络速度以兆比特为单位：每秒 1,000,000 比特。文件复制速度以兆比字节为单位（每秒 1,048,576 个 8 位字节），因此 1 兆比字节 = 约 8.4 兆比特。

iperf 的“传输”列以兆比字节 (MebiBytes) 为单位，就像文件传输一样。iperf 的“带宽”列以兆比特 (MB) 为单位，就像网络一样。

由于以太网、IPv4 和 TCP 的开销，完美千兆以太网上的理论最大 TCP/IPv4 速度约为 942 兆比特/秒，即约 112 兆字节/秒。

因此，您从可能的 112 MebiBytes/sec 中获得 108 MebiBytes/sec，即 96% 的效率。还不错。您可以通过 TCP 调整（例如适当的 TCP 接收窗口大小）再挤出几个百分点。您还可以通过采用非标准“巨型帧”将上限提高几个百分点。使用 9000 字节帧可以使您的以太网效率接近 99%。

但实际上，iperf 显示您的网络运行良好。您最初的 300 兆比特/秒 FTP 速度一定是由于编写不良的 FTP 软件或磁盘 I/O 瓶颈所致。

Answer 2

您需要意识到，您永远无法获得 1000 Mbps 的吞吐量。您有至少每帧 18 字节的第 2 层（以太网）开销、至少每数据包 20 字节的第 3 层（IP）开销以及第 4 层（UDP、TCP 等）开销。您的数据将是第 4 层协议的有效负载。源主机和目标主机的网络堆栈（软件）中还会有一些处理开销。

如果您通过交换机，那么您可能会接近线速交换。如果您的数据包正在路由，那么您将无法获得线速，因为路由器开销较大。

您的最后两张图片（顺便说一句，永远不要将图片用作文本；将文本粘贴到您的问题中并使用按钮进行格式化{}）看起来您的吞吐量非常接近 1 Gbps。我真的没有看到任何问题。