Atualmente há um crescimento da necessidade de otimização de rede e tem crescido o uso de jumbo frames. Com o custo das redes Gigabit diminuindo e as redes 10 Gigabit se tornando mais acessíveis, o impacto de usar ou não jumbo frames está se tornando cada vez mais importante.
Sabendo dessa necessidade e entendendo o porquê utilizar jumbo frames é ponto crucial para poder otimizar a sua rede.
As redes Gigabit, que estavam no core da rede, estão dando lugares a soluções como Ether-Channel e redes maiores como 10 Gigabit, 40 Gigabit e já há casos de redes 100Gigabit, porém tem uma coisa que não está mudando é o tamanho dos quadros Ethernet. A maioria dos engenheiros de rede estão configurando os switches sem mudar a maioria das opções padrões e consequentemente nunca ajustam o tamanho do MTU (Maximum Transmission Unit, tamanho máximo de um pacote ou quadro a ser transmitido na rede) conforme a necessidade da rede.
Quadros Ethernet Padrão
A maioria das redes Ethernet rodam sem problemas utilizando os quadros de tamanho padrão.
O tamanho padrão de um quadro Ethernet é de 1542 bytes com o payload (quantidade de dados, sem contar cabeçalho) máximo de 1500 bytes.
Utilizar o MTU e o payload padrão acomoda a maioria das redes gigabit, porém em algumas circunstâncias (dependendo da aplicação) aumentar o tamanho do quadro para 9000 bytes (Jumbo frame) pode melhorar em muito a performance de toda a sua rede.
O que são Jumbo Frames e quando utilizá-los
Jumbo frames são quaisquer quadros Ethernet que possuem um payload maior que 1500 bytes. Quando você ouvir em Jumbo frames, pense em qualquer quadro que possui um payload máximo de 9000 bytes.
A maioria dos switches hoje em dia suportam jumbo frames, porém eles precisam ser configurados para trabalhar corretamente com esses quadros de tamanho maiores.
Porque precisamos de Jumbo Frames?
Eles foram criados para ajudar a melhorar a performance em geral de uma rede gigabit ou maior. Cada quadro que o switch precisa processar usa recursos do dispositivo, porém habilitando jumbo frames, aumenta o tamanho do quadro, diminuindo assim o número de quadros que o switch precisa processar, diminuindo assim o trabalho do switch e os ciclos de CPU do dispositivo.
Conhecendo sua aplicação
É fora do escopo desse artigo explicar como identificar se sua aplicação necessita ou não de jumbo frames. Isso é trabalho do administrador da aplicação, que se necessário poderá trabalhar junto com o administrador de rede para identificar a necessidade.
O que podemos alertá-lo é que jumbo frames não devem ser usados em qualquer situação. Circuitos de baixa velocidade ou aplicações que são sensíveis a latência ou jitter (variação nos atrasos), como por exemplo aplicações multimídia, VoIP e outros não funcionam muito bem como jumbo frames. É preciso entender que pacotes muito grandes podem ocupar um link inteiro causando lentidão na rede, assim como a perda de um pacote muito grande ocasiona na perda de muita informação. Imagine um stream de vídeo, se você perder um pequeno pacote com pouca informação, o vídeo no máximo sofrerá um pequeno freeze, porém se um pacote grande sofrer atraso ou perda, ocasionará em perda de um pedaço considerável do vídeo.
Em contrapartida, file-shares são os que mais se beneficiam do uso de jumbo frames. Eles utilizam datagramas de 8KB, o que se encaixa perfeitamente no payload de 9000 bytes de um jumbo frame. Pacotes maiores exigem menor processamento dos equipamentos de rede, e no caso de fileshares, a perda de pacote não é crucial e pode ser retransmitido sem problemas perceptíveis para o usuário.
Como habilitar Jumbo Frames em um switch Cisco
A funcionalidade de jumbo frames nos switches Cisco variam conforme hardware e software. Certos módulos podem suportar tamanhos maiores de quadros que outros, mesmo dentro da mesmo plataforma. O tamanho máximo do quadro também pode mudar conforme a versão de software que você usa.
Nesse artigo serão utilizados alguns equipamentos Cisco maiores, muito utilizados em redes grandes e geralmente com necessidade de jumbo frames.
Catalyst 6000/6500 e Cisco 7600 OSR (Optical Services Router)
Suportam jumbo frames a partir da versão 6.1(1) do CatOS, e 12.1(1)E para IOS Nativo.
O padrão de MTU para jumbo frame é de 9216 bytes, porém a maioria dos módulos com portas 10/100 suportam até 8092 bytes
Configurando Jumbo frames no CatOS
Cat6509> (enable) set port jumbo
Usage: set port jumbo <mod/port> <enable|disable>
Cat6509> (enable) set port jumbo 1/1 enable
Jumbo frames enabled on port 1/1.
Cat6509> (enable) 2002 May 29 12:34:35 %PAGP-5-PORTFROMSTP:
Port 1/1 left bridge port 1/1
2002 May 29 12:34:38 %PAGP-5-PORTTOSTP:Port 1/1 joined bridge port 1/1
Verificando a configuração no CatOS
Cat6509> (enable) show port jumbo
Jumbo frames MTU size is 9216 bytes.
Jumbo frames enabled on port(s) 1/1,9/1.
Configurando Jumbo frames em IOS Nativo
7609(config)#int gigabitEthernet 1/1
7609(config-if)#mtu ?
<1500-9216> MTU size in bytes
7609(config-if)#mtu 9216
Verificando a configuração em IOS Nativo
7609#show interfaces gigabitEthernet 1/1
GigabitEthernet1/1 is up, line protocol is up (connected)
Hardware is C6k 1000Mb 802.3, address is 0007.0d0e.640a (bia 0007.0d0e.640a)
MTU 9216 bytes, BW 1000000 Kbit, DLY 10 usec, reliability 255/255, txload 1/255, rxload 1/255
Catalyst 3750/3560
Os modelos da linha 3750/3560 suportam MTU de 1998 bytes para as interfaces 10/100, enquanto as interface gigabit suportam jumbo frames de até 9000 bytes.
Nesses modelos você não pode configurar jumbo frames para uma interface individualmente. Você terá que configurar globalmente e reiniciar o switch para que as alterações tenham efeito.
Configurando jumbo frames para Interfaces 10/100
3750(config)# system mtu 1546
3750(config)# exit
3750# reload
Configurando jumbo frames para Interfaces gigabit
3750(config)# system mtu jumbo 9000
3750(config)# exit
3750# reload
Verificando a configuração
Switch# show system mtu
System MTU size is 1546 bytes
System Jumbo MTU size is 9000 bytes
Conclusão
Habilitar jumbo frames em sua rede pode lhe trazer uma grande eficiência, pois você terá mais informações e menos dados de cabeçalho trafegando em sua rede. Isso aumenta o throughput do protocolo, diminui o processamento por pacote em seus equipamentos. Por outro lado, vai depender o tamanho de seu link, e as necessidades de sua aplicação. Sabendo disso e com a ajuda desse documento, você tem a informação necessária para determinar como sua rede deverá funcionar.