Czy router przewodowy 100 Mbit / s spowolni prędkość mojej sieci wewnętrznej? (Patrz schemat)

Teraz rozumiem, że o mojej prędkości w Internecie decyduje mój najsłabszy link, który ogólnie opiera się na szybkości, za którą płacę. Zastanawiam się nad zakupem nowego routera przewodowego, a ten, który chcę, to tylko 100 Mbit / s, w przeciwieństwie do niektórych opcji gigabit / s, więc zastanawiam się, czy szybkość gigabit / s miałaby jakikolwiek wpływ na moją sieć wewnętrzną ?

Poniższy schemat pokazuje, jak skonfigurowałem moją sieć:

Mam koncentratory gigabit / s łączące moje urządzenia z powrotem do routera. Oznacza to, że są one oczywiście niezarządzane. Patrzę na to, aby router przewodowy zasadniczo zajął się zarządzaniem przypisywaniem adresów IP. Skoro wszystko inne nie jest zarządzane aż do routera, czy prędkość 100 Mbit / s wpłynie na moją sieć?

Próbuję się tutaj nauczyć, więc jeśli odpowiedź brzmi „tak” lub „nie”, proszę podać wyjaśnienie, dlaczego tak jest.

Twoja sieć wewnętrzna nie będzie wolniejsza ze względu na fakt, że wszystkie urządzenia będą się ze sobą komunikować bezpośrednio (poprzez ARP i przechowywanie adresów MAC ). Będziesz trochę wolniejszy, gdy będziesz komunikować się z routerem (administracja internetowa itp.), Ale nie powinno to być zauważalne.

Ruch przechodzący przez router (np. Do Internetu) będzie wolniejszy niż wewnętrzny, ale generalnie większość połączeń konsumenckich nie jest większa niż 100 Mbit / s, a zatem ruch internetowy będzie przez to ograniczony.

Ta odpowiedź zakłada, że ​​Twoje koncentratory Gigabit są w rzeczywistości przełącznikami, ponieważ są one bardziej powszechne.

To zadziała dobrze. Twoja sieć wewnętrzna będzie działać z prędkością gigabitową, a dostęp do Internetu będzie ograniczony przez prędkość 100 Mb / s.

Korzystam z tej konfiguracji w mojej sieci kamer IP. Kamery i komputer nagrywający znajdują się w sieci gigabitowej, a router łącza internetowego ma tylko 100mpbs. Ale staram się uzyskać dostęp do tylko jednej kamery z Internetu w niskiej rozdzielczości, podczas gdy nagrania odbywają się w wysokiej rozdzielczości dla wszystkich kamer.

Kiedy nie mam dostępu z Internetu, prawie nie widzę żadnych pakietów przepływających przez mój router, z wyjątkiem sytuacji, gdy włączam kamerę, która, jak sądzę, jest DHCP, aby przypisać adres IP. w przeciwnym razie tylko przełączniki migają mocno.

Twoja sieć LAN prawdopodobnie będzie działać dobrze.

W zależności od prędkości łącza wysyłającego z modemu do dostawcy usług internetowych jest możliwe, ale raczej mało prawdopodobne, aby użycie routera 100 Mb / s spowolniło sieć LAN. Wyjaśnienie będzie raczej techniczne.

Założenia

Po pierwsze, założę, że tak zwane huby gigabitowe to tak naprawdę przełączniki. W czasach, gdy w większości sieci działały koncentratory 100 Mb / s, stały się mniej popularne i zostały zastąpione przełącznikami, co zapewni lepszą wydajność sieci niż przełączniki. Jest więc mało prawdopodobne, że używasz koncentratorów. Nie wiem, czy w ogóle powstają huby gigabitowe.

W dół rzeki

Przesyłanie danych z Internetu nie może spowolnić sieci LAN, jeśli wszystko w sieci LAN oprócz routera działa z prędkością gigabitową. Możesz mieć najwyżej 100 Mb / s przychodzących z routera do sieci LAN, a każde inne łącze, przez które przechodziłyby te pakiety w sieci LAN, będzie miało dużą pojemność do obsługi pakietów z Internetu.

Przełącznik odbierający pakiety z routera będzie musiał buforować cały pakiet z routera, zanim będzie mógł rozpocząć wysyłanie go do następnego urządzenia. To nie spowolni twojej sieci LAN. Może to wydłużyć czas podróży w obie strony do Internetu, a ponieważ dzieje się to w obu kierunkach, może kosztować nawet 0,3 ms czasu podróży w obie strony do Internetu. Jeśli spróbujesz zmierzyć to spowolnienie, najprawdopodobniej zgubi się ono w wahaniach czasów okrążenia wprowadzonych przez wiele innych czynników.

Pod prąd

Punkt, w którym sprawy stają się interesujące i potencjalnie problematyczne, znajduje się na górze. Rozważymy scenariusz, w którym komputer w Twojej sieci LAN wysyła dane do serwera w Internecie tak szybko, jak Twoja konfiguracja jest w stanie nadążyć.

Mniej niż 100 Mb / s w górę

Jeśli prędkość wysyłania z modemu do usługodawcy internetowego jest mniejsza niż 100 Mb / s. Wydłuży się czas okrążenia połączenia z Internetem.

Gdy TCP na komputerze wysyłającym uruchomi się, będzie powoli zwiększać prędkość wysyłania, aż osiągnie limit. W pewnym momencie będzie wysyłać dane szybciej niż upstream z modemu do zezwoleń ISP. W tym momencie modem rozpocznie buforowanie pakietów. Na przykład pakiety mogą wchodzić do tego bufora z szybkością 100 Mb / s od modemu, ale wychodzą w kierunku dostawcy usług internetowych z szybkością 50 Mb / s. Wraz ze wzrostem wykorzystania bufora rośnie czas trwania obchodu w Internecie. Ponieważ bufory w modemach są zwykle zbyt duże, czas przejścia w obie strony może znacznie wzrosnąć. Ale nawet zbyt duży bufor ostatecznie się zapełni, a modem będzie musiał zrzucić pakiety.

TCP na komputerze wysyłającym zauważy dłuższy czas okrążenia lub utracone pakiety i odpowiednio dostosuje prędkość wysyłania. W ten sposób ustabilizuje się przy prędkości wysyłania mniejszej niż 100 Mb / s, którą można wysłać z przełącznika do routera. W ten sposób nie będzie to miało wpływu na twoją sieć LAN, ale połączenie internetowe będzie działać bardzo wolno przy każdym interaktywnym użyciu.

Ponad 100 Mb / s w górę

Jeśli prędkość wysyłania z modemu do ISP zostanie zwiększona do ponad 100 Mb / s, wąskie gardło się poruszy. Problem będzie wyglądał zupełnie inaczej.

Komputer wysyłający nie zauważy żadnego opóźnienia ani spadku pakietów, dopóki prędkość nie przekroczy 100 Mb / s. Gdy TCP przekroczy ten próg prędkości, przełącznik po lewej stronie diagramu będzie odbierał pakiety szybciej niż 100 Mb / s. Ale przełącznik wie, że nie może wysyłać danych z prędkością większą niż 100 Mb / s do routera, a zamiast upuszczania pakietów zasygnalizuje nadawcy zwolnienie.

Oznacza to, że jeśli komputer podłączony do Internetu i inny komputer w sieci LAN, wszystko będzie się dziwnie zachowywać. Wcześniej, gdy wysyłanie do ISP wynosiło tylko 50 Mb / s, wysyłało ono 50 Mb / s do serwera w Internecie, a pozostałe 950 Mb / s mogło być użyte do wysłania do innego komputera w sieci LAN.

Ale w miarę jak upstream do ISP wzrasta do ponad 100 Mb / s, komputer ten wysyła 100 Mb / s do komputera w Internecie, a następnie przełącznik informuje interfejs sieciowy o zwolnieniu. To prawdopodobnie spowodowałoby, że komputer wysyła tylko 100 Mb / s do serwera w Internecie, a kolejne 100 Mb / s do innego komputera w sieci LAN. Tak więc w tym scenariuszu zwiększenie prędkości połączenia internetowego spowodowało spadek efektywnej prędkości sieci LAN z 1 Gb / s do 200 Mbit / s.

Jeśli komputer wysyłający do Internetu był podłączony do przełącznika znajdującego się najdalej z prawej strony, problem ten wpłynąłby nie tylko na komputer wysyłający, ale także na łączność między dwoma przełącznikami.

Który z dwóch problemów może wystąpić, zależy od tego, czy przepustowość łącza modemowego do ISP jest większa czy mniejsza niż 100 Mb / s. Ale jest jedno rozwiązanie, które może rozwiązać oba problemy.

Rozwiązanie

Jeśli router może zarządzać przepustowością, możesz go skonfigurować tak, aby ograniczyć maksymalny ruch, jaki wyśle ​​do modemu. Skonfiguruj to w taki sposób, aby było o kilka procent mniejsze niż pojemność wąskiego gardła (czyli mniejszej liczby przesyłania danych od modemu do ISP i 100 Mb / s przez router).

Gdy router osiągnie skonfigurowaną pojemność, musi albo użyć ECN, albo upuścić pakiety, aby zasygnalizować, że pojemność została osiągnięta. Spowoduje to, że protokół TCP na komputerze wysyłającym dostosuje się do wydajności wysyłania przed wprowadzeniem któregokolwiek z problemów wyjaśnionych w tej odpowiedzi.

Złośliwy odbiorca

Jeśli serwer odbierający ruch wysyłany z Twojej sieci LAN zachowuje się złośliwie, może być jeszcze gorzej. Wysyłając spreparowane potwierdzenia, serwer odbierający może oszukać komputer wysyłający w Twojej sieci LAN, aby uwierzył, że jest większa pojemność wysyłania niż jest w rzeczywistości.

W takich okolicznościach komputer w sieci LAN może zwiększać prędkość wysyłania poza punkt wąskiego gardła. To oczywiście nie usuwa wąskiego gardła, ale może tworzyć wiele wąskich gardeł tam, gdzie powinien być tylko jeden.

Jeśli przepustowość łącza internetowego wynosiła 50 Mbit / s, złośliwy odbiornik może nadal powodować wysyłanie przez nadawcę w Twojej sieci LAN 100 Mb / s. To szybko zapełni bufory w modemie i spowoduje, że przełączniki w twojej sieci LAN będą zmniejszać prędkość wysyłania.

Korzystanie z zarządzania pasmem w routerze chroniłoby tylko bufory modemu przed zapełnieniem. Nie chroniłoby to Twojej sieci LAN. Wynika to z faktu, że chociaż dane przesyłane z routera do złośliwego serwera będą wyraźnie wskazywać wąskie gardło, złośliwy serwer może nadal wysyłać potwierdzenia z powrotem, co sprawia wrażenie braku wąskiego gardła.

W takim przypadku naiwnie zaimplementowane zarządzanie przepustowością na routerze może się nie powieść. Ponieważ eliminuje to wzrost opóźnień, jednocześnie pozwalając złośliwemu serwerowi ukryć utratę pakietów przed nadawcą. W ten sposób Twoja sieć LAN ucierpi jeszcze szybciej.

Dobrą wiadomością jest to, że cokolwiek przesłałeś na taki złośliwy serwer, zakończy się znacznie szybciej niż się spodziewałeś. I prawdopodobnie przestaniesz używać takich złośliwych serwerów. A jedyną wyrządzoną szkodą było tymczasowe spowolnienie sieci.