LAN のスループット
トランザクション インテグレーター (TI) と Host Integration Server コンピューターをホスト システムに接続するための代替手段としての 100baseT は、最も人気があり、現在最も利用されています。 このトピックでは、100baseT によって用意されている帯域幅と、その帯域幅のうち実際に生産的に使用を開始できる量について説明します。
100baseT の最大値の計算
100baseT イーサネットについて、次のように理論的な最大値を計算できます。
100BASE-T のクロックは 100 MHz で、25 MHz の水晶振動子が 4 倍にされています。 符号化は 8/10 で、つまり 1 バイトが 10 ビットにパッケージされます。 したがって、1 秒間に転送できるのは最大限でも 100/10 = 1,000 万バイトになります。 この数を 1 秒あたりのメガバイト (MBps) に変換するには、次のように除算します。
10,000,000 / (1024 * 1024) = 9.5 MBps
次に、効率性の問題があります。 イーサネットでは、最大 90% から 95% の効率性が得られます (CSMA-CD)。 1 フレームあたりの最大ペイロードは約 1500 バイトで、フレーム間には最小間隔があります。 また、半二重ケーブルを使用している場合、ACK パケットは遅かれ早かれバスを経由しなければならず、最大値を達成することはほとんど不可能になります。
イーサネット上の 802.2 フレーム形式は、最大 1487 バイト、または、IEEE で使用されるイーサネット標準 (DIX) によって 1484 バイトになります。 次の図は、イーサネット上の最大 RU サイズと BTU サイズを示しています。
イーサネット上の最大サイズを示すデータ フロー制御: RU は 1487 か 1484 バイト、BIU は 1490 か 1487 バイト、BTU は 1496 か 1493 バイト、イーサネット データは 1500 バイト
イーサネット上の TCP/IP の形式は、14 バイト イーサネット レイヤー + 20 IP + 20 TCP + 12 (TCP タイムスタンプ) + 1448 データです。 各パケットで、ヘッダーのオーバーヘッドは 54 または 66 バイトです。 もちろん、TCP/IP では 2 つのパケットに 1 つの割合で ACK パケットが存在します。 したがって、ヘッダーのオーバーヘッドは、2 つのデータ パケットに対してヘッダーが 3 つで、約 7% から 8% となります。
802.2 データ リンク制御 (DLC) トラフィックの場合、確認済みの頻度は、各終端がパートナーとネゴシエートすることで制御されます。 詳細については、「SNA 通信のチューニング」を参照してください。
前述の 90% から 95% の効率については、ブロードキャスト ドメインのサイズ、LAN がスイッチまたはハブ上にあるかどうか、セグメントを共有するサーバーの数が衝突の原因となっているか、ネットワークに他のプロトコルがあってそのブロードキャストが使用可能な帯域幅を消費しているかどうかなど、他のさまざまな要因によってスループットが影響を受けます。
セグメント上に数台のサーバーしかない、分離されたスイッチ付き 100baseT ラボ テストの LAN 使用率レベルを調べると、理論上の最大値から既知のオーバーヘッドを差し引いた値に近い値になります。 TI は LAN の性能を最大限に引き出すことができるでしょうか。
テスト結果によると、32,000 バイト送信し、32,001 バイト受信した場合、最小限のデータ変換を行い、サーバー上で TI と競合する他の "ビジネス ロジック" や処理がなければ、TI は 100baseT を最大性能に近い状態で機能させることができます。 これはもちろん、分離され最適化されたネットワークです。 現実世界のバックボーン ネットワークは、システムのボトルネックになることなく、より多くのオーバーヘッドに持ちこたえなければなりません。 安全のために、100baseT LAN の慎重な設計基準としては、次のように計画的な負荷を維持します。
主にデータを送受するシステムでは、4 MBps 未満。
短い対話型トランザクション メッセージを扱うシステムの場合、3 MBps 未満。
対話型 LAN の負荷を低めに設計する理由は、1 MBps あたりのフレーム数が多いためです。 これらの基準を守ることで、ピーク時の LAN の負荷が LAN の容量に対し安全な 50% に設定されます。