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详解如何通过高级网卡选项提升网络性能

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  某些网卡选项能够帮助IT专业人员提升关键服务器的网络性能。

  以太网是数据中心以及局域网中最主要的网络技术,但是其难以支撑当前经常用到的工作负载比如存储数据、实时音视频。以太网是为简单文件传输以及需要通过争用才能进行传输的小数据包而设计的。即使对带宽进行了大量的扩容,以太网在处理对时间敏感、不允许丢包的流量时效率仍旧不高。

  网卡有时被称为网络接口控制器,其技术在不断发展,包括了更多能够提升网络性能的特性,包括巨型帧以及卸载功能、包标记、缓冲区以及帧间距调整等等。但是在数据中心使用某些网卡特性时有一些注意事项。

  有效利用CPU:巨型帧vs.卸载功能

  如果服务器性能低下,那么可能是由于网络负载较大。标准的以太网数据包大小为1542个字节,大多数文件被拆分为成百上千甚至上百万个数据包或者帧。这些小的数据包通过网络传输,和众多节点共享网络带宽,但是数据帧的发送与接收会带来CPU开销。

  大多数网卡支持巨型帧,这意味着能够处理高达9000字节的数据包或者帧。巨型帧在每个数据包中包括更多的数据,因此网络中需要传输的数据包数量就变小了。吞吐量提升意味着开销——数据包头与其他数据包内容——以及CPU开销减少了。

  巨型帧肯定存在缺点。管理员必须对网络中的所有节点进行配置才能支持巨型帧的传输。巨型帧并不是IEEE标准的一部分,因此不同的网卡配置的巨型帧大小有所不同。为了在节点之间高效传输巨型帧要做一些实验。更大的数据包可能会增加某些负载的延迟,因为其他节点要等更长的时间才能使用带宽,请求与发送被丢弃或者被破坏的数据包也需要花更长的时间。

  IT专业人员可能放弃巨型帧而使用具有LSO以及LRO功能的网卡。LSO和LRO允许CPU通过网卡传输更多数量的数据,而且基本上与巨型帧提供了相同的CPU性能。

  通行能力:可调整的帧间距vs.以太网升级

  以太网在每发送一个数据包后都要等一段时间,这称之为帧间距。这为其他网络节点占用带宽并发送数据包提供了机会。帧间距等于发送96个数据位的时间。例如,1Gb以太网使用标准的0.096ms的帧间距,10Gb以太网的帧间距为0.0096ms。

  利用这一固定的数据包传输之间的间距并非总是有效而且在网络负载较大的情况下可能会降低网络性能。支持自适应帧间距的网卡能够基于网络负载动态调整帧间距,这有可能提升网络性能。除非接近网络带宽,否则调整帧间距通常不会提升网络性能。

  全方位的网络性能基准测试能够展现网络使用模式。如果以太网连接频繁达到带宽上限,那么升级到速度更快的以太网或者使用网卡绑定而非调整帧间距将能够提升网络性能。


本文来源:Stephen J. Bigelow 作者:Stephen J. Bigelow

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