“千兆”带宽限制如何应用于以太网?

“千兆”带宽限制如何应用于以太网?

编辑:看来我误解了,或者被误导了本文,这似乎意味着需要 10 Gbps 交换机才能充分利用带有千兆端口的十几个节点。澄清 10/100/1000 通常是指链接速度后,问题的其余部分就不再有意义了!


我是网络新手,在查找有关如何通过以太网路由流量的资源时遇到了麻烦。据我所知,大多数兼容千兆的设备都可以通过单个接口处理完整的千兆带宽,甚至 cat6 电缆也可以处理 10 Gbps——因此接口和链路都不太可能成为网络的速率限制组件。但我不清楚现有的限制究竟如何应用。我有几个图表可以说明。

三种网络拓扑

假设我在节点 1 上有 1 GB 的数据,并且我想将其中的 1/3 GB 发送给其他每个节点。

  • 网络 A 很简单,看上去相当标准。假设交换机只能处理 1 Gbps 的网络流量(我读过一些文章似乎暗示了这一点,但我从未见过明确说明),很明显传输速度不可能快于 1 秒,节点 1 以 1 Gbps 发送,节点 2-4 以 1/3 Gbps 接收。

  • 在网络 B(两个交换机)中,是否出现以下情况:1)流量通过两个交换机进行分配,因此传输速度是网络 A 的两倍,还是 2)整个网络协议只能处理 1 Gbps 的数据,并且传输速率保持不变?

  • 在网络 C(全连接)中,每个节点都有许多接口,通信协议是否强制带宽限制,或者接口速度是唯一的瓶颈?

注意:我知道这是一个过于简单化的案例——在某些情况下,链接和接口可能会成为瓶颈,而且我忽略了很多开销、理论带宽与实际带宽等问题。但我不认为这些对于我提出的问题来说是必要的。

答案1

否(对于“交换机只能处理 1 Gbps 的网络流量”)。非常普遍对于你的问题,预计每个物理链路能以交换机规定的带宽速率传输双工数据。

为什么

在工业环境中,速度指标 (10M/100M/1G)bps 直接指的是链路速度;即在实验室条件下,进入该设备的线路额定最高可达 1Gbps。但这并不意味着它将要是 1Gbps,即不能超过1Gbps,甚至(通常)可以维持始终为1Gbps。

至于从一个内部设备链路到另一个内部设备链路的数据复用或切换,这通常不是处理器限制,因为 CPU 速度通常比链路速度大一个数量级(1Gbps = 125MBps;即使在假设的 1 字节总线上 1Ghz 仍然 > 125MBps;在 32 位和 64 位总线的世界中,您的处理器永远不会滞后)。

故障出现在内存队列中,仔细想想就会发现这一点。内存容量是有限的,但在 4 端口 1Gbps 交换机中,可能会有 3 个 1Gbps 端口正在接收数据,而只有 1 个 1Gbps 端口正在发送数据。显然,在内存耗尽并开始丢包之前,​​网络队列中 2Gbps 的超额情况无法维持很长时间。

答案2

链路速度(1gbps)是物理接口速度。网络使用的协议没有速度概念,并且与物理介质无关,它们只是使用物理基础设施。

虽然有些开关可能限制在 1Gbps 时,当多个设备连接并独立通信时,它们会造成瓶颈。虽然多端口交换机可能不支持每个端口双向传输 1gbps立刻如果它们总共被限制为 1gbps,我会感到惊讶。

对于网络 1,是的,一个端口上的饱和链路将限制尝试从该机器获取数据的其他设备的速度。您将有效地获得(1 /(传输次数)),或者在您的情况下获得 1/3 的链路速度。

对于网络 2,如果所有计算机都支持并正确设置了链路聚合(将独立链路组合起来以模拟单个路径),则任何给定机器的有效链路速度均为 2gbps。如果它们不支持或不使用聚合,则它们可能只是使用它们发现最先有效的任何链路。这取决于网络的设置方式。

对于网络 3,机器之间的链接速度就是它们的传输速度。

答案3

假设交换机只能处理 1 Gbps 的网络流量(我读过一些文章似乎暗示了这一点,但我从未见过明确说明)

这是一个错误的假设,我猜是你加上的。交换机将具有数据平面速度,这是它在以太网端口之间移动数据的速度。对于我家的 1Gb 交换机,它的数据平面速度为 16Gbs,虽然我怀疑我是否能达到这个速度,但对于大多数实际应用来说已经足够了。对于商业目的,您通常会根据您的要求选择具有更高数据平面速度的交换机。

现在,谈谈速度的“限制”——这受接口限制,也受电缆长度和质量限制,电缆中连接了多少对线,所有这些都导致接口决定它可以以什么速度连接。如果在 cat5e(或更好的)电缆中检测到 4 对线,接口将尝试以 1Gbps 的速度运行。如果只检测到 2 对线,那么它将限制为 100Mbps。

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