10Gb以太網(wǎng)優(yōu)化不能單靠硬件
訊石光通訊網(wǎng)
2011/2/18 10:25:58
在2010年11月舉行的 LISA USENIX 會議上,我主持了一段關(guān)于如何優(yōu)化10千兆以太網(wǎng)性能的會議。從觀眾的反饋中,我收獲了一條重要的信息:
如果你認為單靠網(wǎng)絡硬件就可以應對網(wǎng)絡延遲,那你就錯了。
延遲是如何影響10千兆以太網(wǎng)性能的?
大多數(shù)網(wǎng)絡工程師和系統(tǒng)管理員一致認為系統(tǒng)和應用程序的性能調(diào)校都是為了降低網(wǎng)絡延遲。
可以說除了接口速度,網(wǎng)絡性能調(diào)校在Nix服務器的解決需要同樣的因素:
•L2驅(qū)動
•IP驅(qū)動處理額外開銷
•TCP驅(qū)動處理額外開銷和擁堵控制算法
•磁盤I/O性能
•總線I/O 結(jié)構(gòu)
但是底線是系統(tǒng)性能是通過最小延遲得以改進的。
多年來,電腦工程師、終端用戶以及管理層的認識總是停留在這樣的層面上:如果你要更好的性能,你必須升級。這些理解主要來自于以下概念:
摩爾定律:在1970年由Intel公司創(chuàng)始人戈登•摩爾(Gordon Moore)提出來的:微型芯片的處理能力每18個月提升一倍。由此推出:電腦變得更快——并且在電腦性能水平相同時,其價格減半。
吉爾德定律:由技術(shù)專家喬治吉爾德提出:通訊系統(tǒng)的總帶寬將以每年3倍的速度增長。
麥特卡夫定律:由以太網(wǎng)發(fā)明者及3COM公司創(chuàng)立者羅伯特•梅特卡夫(Robert Metcalfe)提出:網(wǎng)絡價值同網(wǎng)絡用戶數(shù)量的平方成正比。因此,隨著網(wǎng)絡用戶數(shù)增加,其價值也在增長而每個用戶的成本保持不變或者甚至減少。
如果我們遵循這些規(guī)則,那么增加硬件就可以解決延遲問題:更快的CPU,更快的內(nèi)存,更快的磁盤,更快的總線,更快的網(wǎng)絡接口還有更多的網(wǎng)絡帶寬。這種方法只要投入更多的錢,而且其效果在終端用戶能更快的瀏覽網(wǎng)站和收發(fā)郵件中就可以立刻體現(xiàn)出來。
那為什么不升級硬件呢?熱力學定律和光速在阻礙著我們的老式方法。如果你看下處理器結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡統(tǒng)一發(fā)展的方向,還是有很大的變化的。在CPU設(shè)計領(lǐng)域,曾有過從設(shè)計垂直處理器(更快的單處理器)到水平處理器(封裝在單包中的多處理器)的轉(zhuǎn)變。在網(wǎng)絡方面如今以及將來所有設(shè)備都朝著大吞吐量(40G/100G以太網(wǎng)標準)快速發(fā)展以及結(jié)點如何在 (802.3bd, 10Base-LX4) 上建立連接。但是這些升級都是關(guān)于擴大容量的,并不是針對提高你目前擁有的性能。
緊接著工程師和系統(tǒng)管理員需要面對他們產(chǎn)生的關(guān)于系統(tǒng)/應用程序性能調(diào)校的問題:沒有很好的用文件說明他們程序和服務器的環(huán)境。他們需要建立程序列表說明程序如何使用,系統(tǒng)/服務的依賴性,事務處理進程以及他們?nèi)绾卧诰W(wǎng)絡上實現(xiàn)。
通過可見性和網(wǎng)絡映射,網(wǎng)絡團隊就可以確定在什么地方使用優(yōu)化技術(shù)來充分利用資源。然后,在這些技術(shù)不起作用的地方,就可以使用硬件來彌補了。