ISP 专栏 - 2024 年 10 月

主要观点:

  • 探讨了网络中数据包大小的问题,从 1981 年的互联网协议规范到如今各种以太网技术的发展,包括数据包大小的演变、不同网络技术的特点及相关问题。
  • 指出以太网中数据包大小在 20 到 1500 字节之间较为常见,不同网络技术如 FDDI 等有其自身的数据包大小范围和特点。
  • 随着网络传输速度的提升,处理器时钟速度也在增加,但处理能力的提升速度跟不上网络速度的提升,导致处理压力增大,如在处理大数据包时。
  • 介绍了 Jumbo 数据包的相关情况,包括其存在的问题,如 IEEE 标准不统一、端到端路径构建困难等,以及网络接口卡的 TCP 分段卸载技术对大数据包压力的缓解。
  • 互联网协议对于大数据包的处理存在问题,如 IP 分片等,目前公共互联网的工程共识是数据包大小在 20 到 1500 字节之间。

关键信息:

  • 1981 年互联网协议规定 IP 数据包可达 576 字节,如今实用默认范围是 20 到 1500 字节。
  • 以太网早期帧大小在 46 到 1500 字节,与碰撞检测算法相关。
  • FDDI 网络数据包大小在 0 到 4478 字节,与以太网在比特顺序等方面存在差异。
  • 快速以太网速度提升,帧大小范围不变。
  • 十多年来一些以太网设备支持大于标准的 Jumbo 帧,但存在标准不统一等问题。
  • 互联网协议支持 65535 字节的数据包,但大数据包易导致分片等问题。
  • 处理速度压力可通过增加处理器并行度和卸载来缓解,但网络栈不愿进行有效的路径 MTU 发现。

重要细节:

  • 1976 年出现以太网描述,1995 年发布 100Mbps 以太网规范,之后不断提升速度。
  • 1746 年 Jean-Antoine Nollet 进行关于电传播速度的奇特实验。
  • 不同网络技术在数据包大小、比特顺序等方面存在差异及相互间的映射问题。
  • 以太网在不同速度下的峰值数据包速率。
  • 网络接口卡的 TCP 分段卸载技术对大数据包处理的作用。
  • QUIC 传输协议默认使用 1200 字节的路径 MTU。
  • 公共互联网目前的工程共识是数据包大小在 20 到 1500 字节之间。
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