Czy szybsze segmenty sieci oznaczają szybszy przepływ lub mniejsze opóźnienie?

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?

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.

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.

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)

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.

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).