巨型帧

计算机网络中,巨型帧是有效载荷超过 1500 字节的以太网帧,这是 IEEE 802.3 标准设定的限制。 通常,巨型帧最多可承载 9000 字节的有效载荷,但存在更小和更大的变化,使用该术语时必须小心。 许多千兆以太网交换机和千兆以太网网络接口控制器以及一些快速以太网交换机和快速以太网网络接口卡都可以支持巨型帧。

开始

每个以太网帧在通过网络时都必须进行处理。 处理单个大帧的内容比处理分解成较小帧的相同内容更可取,因为这样可以通过减少中断更好地利用可用的 CPU 时间。 这也xxx限度地减少了开销字节数并减少了需要处理的帧数。 这类似于实际邮寄一包纸而不是几个单独的信封,每个信封一张,从而节省了信封并缩短了分拣时间。

当 Alteon WebSystems 在他们的 ACEnic 千兆以太网适配器中引入它们时,巨型桥在 1998 年获得了初步的关注。 许多其他供应商也采用了这种尺寸; 但是,巨型帧不是官方 IEEE 802.3 以太网标准的一部分。

采用

巨型桥有可能减少开销和 CPU 周期,并对端到端 TCP 性能产生积极影响。 巨型帧的存在可能会对网络延迟产生不利影响,尤其是在低带宽链路上。 端到端连接使用的帧大小通常受中间链路中最低帧大小的限制。 802.5 令牌环可以支持具有 4464 字节 MTU 的帧,FDDI 可以传输 4352 字节,ATM 9180 字节和 802.11 可以传输 7935 字节 MTU。 IEEE 802.3 以太网标准最初规定支持 1500 字节的 MTU 帧,总帧大小为 1518 字节(1522 字节,带有可选的 IEEE 802.1Q VLAN/QoS 标签)。 IEEE 802.3as 更新通过创建信封的概念在多个常见的报头、报尾和封装中进行了更新,其中最多可以包含 482 字节的报头和报尾,并且 IEEE 802.3 支持的xxx以太网帧变为 2000 字节。

使用 9000 字节作为巨型帧的首选有效负载大小源于 Internet2 联合工程团队和美国联邦政府网络的讨论。 他们的建议已被所有其他国家研究和教育网采纳。 制造商转而采用 9000 字节作为常规 MTU 大小,总巨型帧大小介于 9014 和 9022 字节之间,包括以太网报头。 大多数以太网设备可以支持xxx 9216 字节的巨型帧。

IEEE 802.1AB-2009 和 IEEE 802.3bc-2009 将 LLDP 发现添加到标准以太网以实现xxx帧长度(TLV 子类型 4)。 它允许通过两个八位字节字段在端口上检测帧长度。 从 IEEE 802.3-2015 开始,允许的值为 1518(仅基本帧)、1522(802.1Q 标记帧)和 2000(多标记、包络帧)。

错误检测

UDP 和 TCP 传输中包含的简单附加校验和已证明在检测特定于总线的位错误方面无效,因为通过简单的求和,这些错误往往会自行消除。 在采用 RFC 3309 之前,针对真实数据进行的模拟错误注入测试表明,多达 2% 的错误未被检测到。

使用以太网帧中使用的简单 CRC32 错误检测,较大的帧更有可能遭受未检测到的错误——随着数据包大小的增加,多个错误更有可能相互抵消。

采用巨型帧的一种 IETF 方法通过在以太网之上的下一个网络协议层执行额外的 CRC 来避免服务数据单元的数据完整性降低。 流控制传输协议 (SCTP) 传输 (RFC 4960) 和 iSCSI (RFC 7143) 使用 Castagnoli CRC 多项式。 Castagnoli 多项式 0x1EDC6F41 实现了汉明距离 HD=6 超过一个以太网 MTU(到 16,360 位数据字长)和 HD=4 到 114,663 位,这是以太网 MTU 长度的 9 倍多。

巨型帧

与以太网 CRC 标准多项式相比,这在 MTU 大小的数据字上提供了额外两位的错误检测能力,同时不牺牲高达 72 kbit 和超过 72 kbit 的数据字大小的 HD=4 能力。 在设计用于处理数据块的通用传输中以及在设计用于承载 SCSI 数据的 TCP 传输中支持 Castagnoli CRC 多项式,两者都提供了改进的错误检测率,尽管使用了巨型帧,否则以太网 MTU 的增加会产生 导致错误检测的显着减少。

配置

一些供应商在大小设置中包括标头,而另一些则不包括,即xxx帧大小(包括帧标头、xxx第 2 层数据包大小)或xxx传输单元。

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