Czy szybsze segmenty sieci oznaczają szybszy przepływ lub mniejsze opóźnienie?

12

To kolejne z hipotetycznych pytań. Próbowałem dowiedzieć się, czy szybszy „segment” sieci między hostem A a hostem B przełoży się na szybszy przepływ lub mniejsze opóźnienie między nimi. Pokażę ci fizyczne łącza w sieci między komputerem A a komputerem B:

host A (1000Base-T NIC) -> copper 1000Base-T link -> 1G copper switch -> 
[SFP module] -> a short 10G/40G/100G fibre run -> [SFP module] ->
1G copper switch -> copper 1000Base-T link -> host B (1000Base-T NIC)

Krótko mówiąc, istnieje łącze 1G od hosta A do pierwszego przełącznika, który ma moduł SFP podłączony do krótkiego ciągu światłowodowego 10G / 40G / 100G (nie ma znaczenia, tylko szybciej niż 1G), który łączy się z kolejny moduł SFP w innym przełączniku miedzianym 1G, który jest połączony miedzią 1G z hostem B.

Czy ruch przepływa szybciej między dwoma hostami, ponieważ światłowód biegnie pośrodku? A może natężenie przepływu i opóźnienie byłyby takie same, gdyby odcinek między dwoma przełącznikami miał taką samą prędkość jak reszta sieci?

Rozsądne byłoby, aby opóźnienie było niższe między hostem A a hostem B, ale szybkość wchodzenia i wychodzenia przez karty sieciowe ograniczyłaby szybkość przepływu, prawda? Jeśli tak, to czy ma sens łączenie „rdzeniowych” przełączników i routerów razem z szybszymi łączami?

Libbux
źródło

Odpowiedzi:

13

Tak naprawdę nie. Zastąpienie łącza miedzianego łączem światłowodowym może nieco zmniejszyć opóźnienie (zakładając, że łącze nie jest zakłócone), ale to, co naprawdę otrzymujesz, gdy zastąpisz łącze „rdzeniowe” łączem o wyższej przepustowości, jest mniejszym możliwym przeciążeniem. W twoim przykładowym scenariuszu nie ma to znaczenia, ponieważ na każdym końcu jest tylko jedno urządzenie. Jednak w sieci na żywo przejście z łączy rdzeniowych 1 g na 10 g złagodzi problemy z przeciążeniem w rdzeniu sieci.

Teraz, jako efekt uboczny, możesz uzyskać mniejsze opóźnienia i lepszy przepływ ruchu, ale dzieje się tak wyłącznie z powodu zmniejszenia zatorów, aby routery / przełączniki nie były przeciążone i upuszczały / kolejkowały ruch.

Justin Seabrook-Rocha
źródło
Zatem zwiększenie prędkości łączy w rdzeniu sieci zwiększa pojemność, a nie prędkość.
Libbux,
4
Zasadniczo tak. „Szybkość” w mowie sieciowej to nie tyle szybkość , co liczba bitów na sekundę, którą można przesuwać przez łącze. Opóźnienie / RTT jest zwykle kwestią całkowitej odległości w połączeniu z liczbą urządzeń na ścieżce. Każdy przeskok / urządzenie dodaje niewielką latencję. „Szybkość” zależy w zasadzie od fizyki i prędkości światła.
Justin Seabrook-Rocha
Kluczową kwestią jest to, że wszystkie bity poruszają się z tą samą prędkością - tak naprawdę zastanawiałem się.
Libbux
2
Wspomnę również, że wszystko to wychodzi przez okno, gdy wchodzisz do krainy handlu finansowego. W tym świecie RTT jest królem. Nawet mikrosekundy RTT mają znaczenie, co powoduje, że robią różnego rodzaju głupie rzeczy, takie jak przesuwanie stacji roboczej 100 stóp bliżej serwera i skrócenie spadku światłowodu.
Justin Seabrook-Rocha
7
Podczas gdy sygnał przemieszcza się z tą samą prędkością, niezależnie od tego, czy jest to 100M, 1GE czy 10GE, opóźnienie serializacji (czas potrzebny na wstrzyknięcie ramki do drutu) maleje wraz ze wzrostem prędkości. Oznacza to, że jeśli wyślesz ramkę z opóźnieniem szeregowania 100 M dla 1538B wynosi 0,123 miliona, dla 1GE ta ramka jest już 21 km w dół światłowodu.
ytti
6

Szybkość przepływu danych nie ma znaczenia w fizyce medium. Rozumiem przez to, że sygnał elektryczny przepływa z jednej strony 100-metrowej linii miedzianej na drugą, bez względu na to, czy sygnał ten jest częścią łącza 10 Mb / s, czy łącza 1 Gb / s.

Jeśli zmienisz z miedzi na włókno, możesz zauważyć niewielką poprawę, ale tak naprawdę powinna to być tylko niewielka różnica.

Teraz mogą się pojawić inne czynniki, na przykład sprzęt, który potrafi 10 Gb / s, jest ogólnie bardziej zdolny do przetwarzania ramek / pakietów niż sprzęt, który jest zaprojektowany do 10 Mb / s, więc opóźnienie dodane przez sprzęt może zostać zmniejszone, ponieważ dobrze. Jest to jednak całkowicie zależne od możliwości sprzętu, a nie od szybkości łącza.

YLearn
źródło
5

W takim przypadku przejście od rdzenia 1G do rdzenia 10G nie powinno znacząco zmieniać niczego. Tylko nieznaczny wzrost przepustowości wynikałby z szybszej sygnalizacji (zmniejszonego czasu transmisji) na łączu 10G +. Ale przy braku przeciążenia (czytaj: inne hosty), na początku powinni byli być w stanie nasycić link.

Czas potrzebny hostom A i B do zasygnalizowania (wejścia i wyjścia) pakietu się nie zmienia. Czas przeskakiwania pakietu z przełącznika na przełącznik jest teoretycznie proporcjonalnie krótszy. Jednak przy tych prędkościach różnica nie jest zauważalna dla człowieka. (~ 10 μs dla pakietu 1500 mtu)

Ricky Beam
źródło
Czy powiedzmy, że łącze 100G między przełącznikami robi zauważalną różnicę?
Libbux
Mogą już więcej niż nasycić swój lokalny link, więc nie. Za pomocą czułego sprzętu testowego można zmierzyć zmianę opóźnienia pakietu, ale nie przyspieszy to połączenia z jednym koncertem. :-) To powiedziawszy, prawdziwą korzyścią jest unikanie zatorów, gdy więcej niż host A i B korzysta z linku.
Ricky Beam
0

Ponieważ przepustowość wynosi = do rozmiaru okna / RTT wszystko, co skraca RTT, zwiększyłoby przepustowość, to jest inne pytanie, czy warto. Im większy rozmiar okna, tym bardziej RTT zmniejsza wpływ.

Fredpbaker
źródło
1
z oknem 128k, 1G end-to-end wynosiłby ~ 3,5G / s. z linkiem 10G pośrodku liczba ta przeskakuje do ~ 5G / s. Zauważysz, że obie liczby są znacznie powyżej prędkości łącza hosta, więc w ogóle nie będzie to zauważalne.
Ricky Beam
0

To zależy.

W sieci bezczynnej zależy od tego, czy urządzenia przełączające są „zapamiętywanie i przesyłanie dalej” czy „przecinanie”. Jeśli urządzenia przełączające są zapisywane i przesyłane dalej, szybsze łącza będą oznaczać mniejsze opóźnienia. Jeśli jednak obsługują przełączanie przekrojowe, zostanie wprowadzone dodatkowe opóźnienie, ponieważ nie można wykonać przełączania z wolniejszego łącza przychodzącego na szybsze łącze wychodzące. Jednakże, chyba że grasz w świecie handlu wysokoczęstotliwościowymi lub podobnym, może to być nieistotne.

W praktycznej sieci o większej pojemności w rdzeniu zmniejsza się prawdopodobieństwo wystąpienia przeciążenia ze strony innych użytkowników. Zatłoczenie powoduje zmniejszenie przepustowości i zwiększenie opóźnień. Zasadniczo dobrze jest, jeśli linki podstawowe są szybsze niż linki użytkowników końcowych, więc żaden użytkownik końcowy nie może ich nasycić (więc jeśli korzystasz z gigabitowego pulpitu, prawdopodobnie powinieneś mieć 10 gigabitowy rdzeń).

Peter Green
źródło