대역폭, 대기 시간, 지터 및 패킷 손실

네트워크 성능을 평가할 때 대역폭, 대기 시간, 지터, 패킷 손실이라는 네 가지 측면에서 평가할 수 있습니다.

네트워크 성능 지표

대역폭

개념: 대역폭은 Baidu Baike에서 단위 시간 내에 네트워크의 한 지점에서 다른 지점으로 전달할 수 있는 "가장 높은 데이터 속도"로 정의됩니다.

컴퓨터 네트워크에서 대역폭은 네트워크가 전달할 수 있는 최고 데이터 속도, 즉 초당 비트 수(일반적으로 bps로 측정됨)를 나타냅니다.

간단히 말하면 대역폭은 고속도로에 비유할 수 있으며 단위 시간에 통과할 수 있는 차량 수를 나타냅니다.

대표: 대역폭은 일반적으로 초당 비트 수를 나타내는 bps로 표시됩니다.

대역폭을 설명할 때 "초당 비트 수"는 생략되는 경우가 많습니다. 예를 들어, 100M의 대역폭은 100Mbps이며, 여기서 Mbps는 초당 메가비트를 나타냅니다.

그러나 소프트웨어를 다운로드하는 속도는 바이트/초(초당 바이트)로 측정됩니다. 여기에는 바이트와 비트 간의 변환이 포함됩니다. 이진수 체계에서 0이나 1은 각각 데이터 저장의 최소 단위인 비트(bit)이고, 8비트가 XNUMX바이트를 구성한다.

광대역 서비스에 가입할 때 100M 대역폭은 100Mbps를 의미합니다. 이론적인 네트워크 다운로드 속도는 12.5MBps에 불과하지만 실제로는 10MBps 미만일 수 있습니다. 이러한 불일치는 사용자 컴퓨터의 성능, 네트워크 장비의 품질, 리소스 사용량, 네트워크 피크 시간, 웹 사이트 서비스 성능, 회선 저하, 신호 감쇠 등 다양한 요인으로 인해 발생합니다. 결과적으로 실제 네트워크는 속도는 이론 속도에 도달할 수 없습니다.

숨어 있음

간단히 말해서 대기 시간은 메시지가 네트워크의 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 이동하는 데 걸리는 시간입니다.

예를 들어, 내 컴퓨터에서 Google 주소를 핑할 때;

결과는 12ms의 지연 시간을 보여줍니다. 이 지연 시간은 ICMP 메시지가 내 컴퓨터에서 Google 서버로 왕복 이동하는 데 필요한 왕복 시간을 나타냅니다.

(Ping은 데이터 패킷이 사용자 장치에서 테스트 포인트로 전송된 후 즉시 사용자 장치로 다시 전송되는 데 걸리는 왕복 시간을 나타냅니다. 이는 일반적으로 네트워크 지연으로 알려져 있으며 밀리초(ms) 단위로 측정됩니다. )

네트워크 대기 시간 처리 지연, 큐잉 지연, 전송 지연, 전파 지연이라는 네 가지 주요 구성 요소가 포함됩니다. 실제로 우리는 주로 전송 지연과 전파 지연을 고려합니다.

처리 지연: 스위치, 라우터 등의 네트워크 장치는 패킷을 수신한 후 처리하는 데 일정 시간이 필요합니다. 여기에는 캡슐화 해제, 헤더 분석, 데이터 추출, 오류 확인, 경로 선택 등의 작업이 포함됩니다.

일반적으로 고속 라우터의 처리 지연은 마이크로초 이하입니다.

대기열 지연: 큐잉 지연은 라우터나 스위치와 같은 네트워크 장치에서 처리되는 동안 큐에 있는 패킷이 소요되는 시간을 나타냅니다.

패킷의 대기열 지연은 현재 대기열에 전송되고 있는 다른 패킷이 있는지 여부에 따라 달라집니다.

대기열이 비어 있고 전송 중인 다른 패킷이 없는 경우 해당 패킷의 대기열 지연은 XNUMX입니다. 반대로, 트래픽이 많고 다른 많은 패킷도 전송을 기다리고 있는 경우 대기열 지연이 상당히 클 수 있습니다.

실제 대기열 지연은 일반적으로 밀리초에서 마이크로초 범위입니다.

전송 지연: 전송 지연은 라우터와 스위치가 데이터를 보내는 데 걸리는 시간이며, 이는 라우터의 대기열이 패킷을 네트워크 링크로 전달하는 데 필요한 시간입니다.

(L)이 패킷의 길이를 비트 단위로 나타내고, (R)이 라우터 A에서 라우터 B로의 링크 전송 속도를 초당 비트 수(bps)로 나타내는 경우 전송 지연은 L/R입니다.

실제 전송 지연은 일반적으로 밀리초에서 마이크로초 범위입니다.

전파 지연: 전파 지연은 메시지가 두 라우터 간의 물리적 링크를 통해 이동하는 데 걸리는 시간입니다.

전파 지연은 두 라우터 사이의 거리를 링크의 전파 속도로 나눈 값과 동일하며, (D/S)로 표시됩니다. 여기서 (D)는 두 라우터 사이의 거리이고, (S)는 다음의 전파 속도입니다. 링크.

실제 전파 지연은 밀리초 단위입니다.

이러한 지연을 이해하는 것은 네트워크 성능을 최적화하고 효율적인 데이터 전송을 보장하는 데 중요합니다.

지터

네트워킹의 지터는 네트워크 정체, 타이밍 드리프트 또는 경로 변경으로 인해 도착하는 패킷 간의 시간 지연 변화를 나타냅니다. 예를 들어, 웹 사이트에 액세스할 때 발생하는 최대 지연 시간이 10ms이고 최소 지연 시간이 5ms인 경우 네트워크 지터는 5ms입니다.

지터는 네트워크의 안정성을 평가하는 데 사용됩니다. 지터가 작을수록 네트워크가 더 안정적입니다.

이는 좋은 게임 경험을 보장하기 위해 높은 네트워크 안정성이 필요한 온라인 게임에서 특히 중요합니다.

네트워크 지터의 원인: 네트워크 지터는 네트워크 정체가 있을 때 발생할 수 있으며, 이로 인해 종단 간 대기 시간에 영향을 미치는 다양한 대기열 지연이 발생할 수 있습니다. 이로 인해 라우터 A와 라우터 B 사이의 지연이 변동되어 네트워크 지터가 발생할 수 있습니다.

패킷 손실

패킷 손실은 하나 이상의 데이터 패킷이 네트워크를 통해 대상에 도달하지 못할 때 발생합니다. 수신 측에서 누락된 데이터를 감지하면 시퀀스 번호를 기반으로 손실된 패킷의 재전송을 요청합니다.

패킷 손실은 여러 요인에 의해 발생할 수 있으며, 가장 일반적인 요인 중 하나는 네트워크 정체입니다. 네트워크 장비가 처리하기에는 데이터 트래픽이 너무 많으면 일부 패킷이 필연적으로 손실될 수 있습니다.

패킷 손실률: 패킷 손실률은 전송된 총 패킷 수에 대한 테스트 중에 손실된 데이터 패킷 수의 비율입니다. 예를 들어 100개의 패킷을 보내고 1개의 패킷이 손실되면 패킷 손실률은 XNUMX%입니다.

스태킹: 스태킹이란 스태킹 기능을 지원하는 여러 스위치를 스태킹 케이블을 이용해 연결하고, 이를 전체적으로 데이터 전달에 참여하는 단일 스위치 장치로 논리적으로 가상화하는 방식을 말합니다. 스태킹은 널리 사용되는 수평 가상화 기술입니다. off신뢰성 향상, 포트 번호 확장, 대역폭 증가, 네트워크 구성 단순화 등의 이점을 제공합니다.

스태킹이 필요한 이유는 무엇입니까?

기존 캠퍼스 네트워크는 높은 신뢰성을 보장하기 위해 장치 및 링크 이중화를 사용하지만 링크 활용도가 낮고 네트워크 유지 비용이 높습니다. 스태킹 기술은 여러 스위치를 단일 스위치로 가상화하여 네트워크 배포를 단순화하고 네트워크 유지 관리 작업량을 줄입니다. 스태킹에는 많은 장점이 있습니다.

신뢰성 향상: 스태킹을 사용하면 여러 스위치가 중복 백업 시스템을 형성할 수 있습니다. 예를 들어, 스위치 A와 스위치 B가 함께 쌓이면 서로를 백업합니다. 스위치 A에 장애가 발생하면 스위치 B가 대신하여 시스템이 계속해서 정상적으로 작동하도록 할 수 있습니다. 또한 스택 시스템은 링크에 대한 중복성을 제공하는 장치 간 링크 집계를 지원합니다.

스태킹 회로도

확장된 포트 번호: 사용자 수가 단일 스위치가 처리할 수 있는 포트 밀도를 초과하는 경우 기존 스위치에 새로운 스위치를 추가하여 스택 시스템을 구성함으로써 사용 가능한 포트 수를 확장할 수 있습니다.

확장 포트 번호 구조도

향상된 대역폭: 스위치의 업링크 대역폭을 늘리려면 새 스위치를 추가하여 스택형 시스템을 구성할 수 있습니다. 멤버 스위치의 여러 물리적 링크를 하나의 집합 그룹으로 구성하여 스위치의 업링크 대역폭을 향상시킬 수 있습니다.

대역폭 증가

단순화된 네트워크 구성: 스택형 네트워크에서는 여러 장치가 가상으로 하나의 논리적 장치로 구성됩니다. 이러한 단순화로 인해 MSTP와 같은 프로토콜이 루프를 끊고 네트워크 구성을 간소화하며 단일 장치 오류가 발생할 경우 빠른 장애 조치를 달성하기 위해 장치 간 링크 집계에 의존할 필요가 없어져 안정성이 향상됩니다.

단순화된 네트워크 구성

장거리 스태킹: 각 층의 사용자는 복도 스위치를 통해 외부 네트워크에 접속할 수 있습니다. 멀리 떨어져 있는 복도 스위치를 연결하여 스택을 형성함으로써 각 건물을 효과적으로 단일 액세스 장치로 전환하여 네트워크 구조를 단순화합니다. 각 건물에는 핵심 네트워크에 대한 여러 링크가 있어 네트워크를 더욱 강력하고 안정적으로 만듭니다. 다중 복도 스위치 구성은 스택 시스템 구성으로 단순화되어 관리 및 유지 관리 비용이 절감됩니다.

장거리 스태킹

스태킹을 지원하는 장치

대부분의 메인스트림 스위치는 스태킹을 지원합니다. 예를 들어 Huawei의 S 시리즈 캠퍼스 스위치와 CloudEngine 데이터 센터 스위치에는 스태킹을 지원하는 모델이 있습니다. S 시리즈 캠퍼스 스위치의 경우 박스형 스위치만 스태킹을 지원합니다. 두 개의 섀시 유형 스위치가 함께 클러스터를 형성합니다. CloudEngine 데이터센터 스위치의 경우 섀시형 스위치와 박스형 스위치 모두 스태킹을 지원하는 모델이 있는데, 섀시형 스위치는 두 장치의 스태킹만 지원한다는 차이점이 있습니다.

스택 구축 개념

스태킹 시스템에서는 모든 개별 스위치를 멤버 스위치라고 합니다. 기능에 따라 세 가지 역할로 분류할 수 있습니다.

마스터 스위치: 마스터 스위치는 전체 스택을 관리하는 역할을 담당합니다. 스태킹 시스템에는 마스터 스위치가 하나만 있습니다.

대기 스위치: 대기 스위치는 마스터 스위치의 백업 역할을 합니다. 스태킹 시스템에는 대기 스위치가 하나만 있습니다. 장애 발생 시 원래 마스터 스위치의 모든 작업을 대신합니다.

슬레이브 스위치: 슬레이브 스위치는 비즈니스 트래픽 전달에 사용됩니다. 스태킹 시스템에는 여러 개의 슬레이브 스위치가 있을 수 있습니다. 슬레이브 스위치가 많을수록 스택의 전달 대역폭이 커집니다.

마스터 스위치와 대기 스위치를 제외한 모든 멤버 스위치는 슬레이브 스위치입니다. 슬레이브 스위치는 대기 스위치를 사용할 수 없을 때 대기 스위치의 역할을 맡습니다.

스택 ID

스택 ID는 스택 내의 구성원 스위치를 식별하는 데 사용되며 구성원 스위치의 슬롯 번호를 나타냅니다. 각 구성원 스위치는 시스템에서 고유한 스택 ID를 갖습니다.

스택 우선순위

스택 우선순위는 구성원 스위치의 속성으로, 구성원 스위치의 역할을 결정하기 위해 역할 선택 프로세스 중에 주로 사용됩니다. 우선순위 값이 높을수록 마스터 스위치로 선택될 가능성이 높아집니다.

스택 구축 프로세스

스택 설정 프로세스에는 다음 네 단계가 포함됩니다.

• 네트워크 요구 사항에 따라 스태킹 케이블 및 연결 방법을 선택하십시오. 제품마다 지원하는 물리적 연결 방법이 다릅니다. S 시리즈 캠퍼스 박스 스위치 및 CloudEngine 데이터 센터 박스 스위치의 경우 체인 및 링 연결 토폴로지가 지원됩니다. CloudEngine 데이터 센터 섀시 스위치의 경우 SIP 포트 연결 및 서비스 포트 연결이 지원됩니다.
• 마스터 스위치를 선택합니다. 모든 구성원 스위치의 전원이 켜진 후 스태킹 시스템은 마스터 스위치 선택을 시작합니다. 스태킹 시스템의 각 멤버 스위치에는 정의된 역할이 있으며 마스터 스위치는 전체 스택을 관리합니다.
• 스택 ID를 할당하고 대기 스위치를 선택합니다. 마스터 스위치 선택이 완료되면 모든 멤버 스위치에서 토폴로지 정보를 수집하고 스택 전달 테이블 항목을 계산하여 모든 멤버 스위치에 배포하고 스택 ID를 할당합니다. 그 후, 마스터 스위치에 대한 백업 역할을 하는 대기 스위치 선택이 수행됩니다. 마스터 스위치 외에 장치 시작을 먼저 완료하는 스위치가 대기 스위치로 우선순위를 갖습니다.
• 소프트웨어 버전과 구성 파일을 동기화합니다. 역할 선택 및 토폴로지 수집이 완료된 후 모든 멤버 스위치는 마스터 스위치의 소프트웨어 버전과 구성 파일을 자동으로 동기화합니다.
• 스태킹 시스템은 시스템 소프트웨어를 자동으로 로드할 수 있습니다. 스택을 형성하는 멤버 스위치에는 동일한 소프트웨어 버전이 필요하지 않습니다. 단지 호환 가능하면 됩니다. 대기 또는 슬레이브 스위치의 소프트웨어 버전이 마스터 스위치의 소프트웨어 버전과 다른 경우 대기 또는 슬레이브 스위치는 자동으로 마스터 스위치에서 시스템 소프트웨어를 다운로드하고 새 시스템 소프트웨어로 다시 시작한 다음 스택에 다시 합류합니다.
• 스태킹 시스템에는 구성 파일 동기화 메커니즘도 있습니다. 마스터 스위치는 전체 스택에 대한 구성 파일을 저장하고 전체 시스템의 구성을 관리합니다. 대기 또는 슬레이브 스위치는 마스터 스위치의 구성 파일을 해당 스위치로 동기화하고 실행합니다. 이를 통해 스택의 여러 장치가 네트워크에서 단일 장치로 작동할 수 있으며, 마스터 스위치에 장애가 발생하는 경우 나머지 스위치가 여전히 모든 기능을 정상적으로 수행할 수 있습니다.

SFP(SFP+) 광학 모듈 소개

광학 모듈과 스위치는 기업 네트워크 구축, 데이터 센터 구축 등 일반적인 네트워크 프로젝트에 없어서는 안 될 요소입니다. 광 모듈은 주로 전기 신호를 광 신호로 변환하는 반면 스위치는 이러한 광전자 신호의 전달을 용이하게 합니다. 사용 가능한 다양한 광학 모듈 중에서 SFP+ 모듈은 오늘날 가장 널리 사용되는 모듈 중 하나입니다. 스위치와의 다양한 연결 방법은 다양한 네트워크 요구 사항을 충족할 수 있습니다.

SFP+ 광학 모듈이란 무엇입니까?

SFP+ 광 모듈은 통신 프로토콜과 관계없이 SFP 제품군에 속하는 10G 파이버 모듈 유형입니다. 일반적으로 스위치, 파이버 라우터 및 파이버 네트워크 카드에 연결되며 10Gbps 이더넷 및 8.5Gbps 파이버 채널 시스템에 사용되어 데이터 센터의 더 높은 속도 요구 사항을 충족하고 네트워크 확장 및 변환을 용이하게 합니다.

SFP+ 모듈 off높은 라인 카드 밀도와 컴팩트한 크기 덕분에 다른 유형의 10G 모듈과의 상호 운용이 가능합니다. 이는 데이터 센터에 더 높은 설치 밀도와 비용 절감 효과를 제공하여 시장의 주류 플러그형 광 모듈로 만듭니다.

SFP+ 광학 모듈 유형

일반적으로 SFP+ 광 모듈은 실제 애플리케이션에 따라 분류됩니다. 일반적인 유형에는 10G SFP+, BIDI SFP+, CWDM SFP+ 및 DWDM SFP+ 모듈이 포함됩니다.

10G SFP+ 모듈: 이는 표준 SFP+ 모듈로, 10G SFP 모듈의 업그레이드 버전으로 간주되며 시장의 주류 설계입니다.

BIDI SFP+ 모듈: 파장 분할 다중화 기술을 활용한 이 모듈은 최대 11.1Gbps의 속도와 낮은 전력 소비를 제공합니다. XNUMX개의 광섬유 포트를 사용하여 일반적으로 쌍으로 사용하므로 데이터 센터 네트워크 구축에 사용되는 광섬유의 양과 건설 비용이 절감됩니다.

CWDM SFP+ 모듈: 거친 파장 분할 다중화 기술을 사용하는 이 모듈은 종종 단일 모드 광섬유와 함께 사용되어 광섬유 자원을 절약하고 off낮은 전력 소비로 네트워킹의 유연성과 안정성을 제공합니다.

DWDM SFP+ 모듈: 고밀도 파장 분할 다중화 기술을 사용하는 이 모듈은 최대 80km의 장거리 데이터 전송에 자주 사용됩니다. 높은 속도, 대용량, 강력한 확장성이 특징입니다.

SFP+ 광학 모듈을 스위치와 페어링하는 방법

다양한 네트워킹 솔루션을 위해 다양한 유형의 광 모듈을 스위치에 연결할 수 있습니다. 다음은 SFP+ 광학 모듈을 스위치와 페어링하기 위한 몇 가지 실제 적용 시나리오입니다.

해결 방법 1: 10G SFP+ 광 모듈과 스위치 간의 연결

10개의 10G SFP+ 광 모듈을 한 스위치의 40Gbps SFP+ 포트에 삽입한 다음 40G QSFP+ 광 모듈을 다른 스위치의 10Gbps QSFP+ 포트에 삽입합니다. 마지막으로 브레이크아웃 광섬유 점퍼를 사용하여 중간에 연결합니다. 이 연결 방법은 주로 40G에서 XNUMXG로 네트워크 확장을 달성하므로 데이터 센터의 네트워크 업그레이드 요구 사항을 빠르고 편리하게 충족할 수 있습니다.

해결 방법 2: BIDI SFP+ 광학 모듈과 스위치 간의 연결

두 스위치의 SFP+ 포트에 광 모듈을 삽입한 다음 모듈 포트에 해당하는 LC 광섬유 점퍼를 사용하여 두 스위치의 광 모듈을 연결합니다. 이 연결 방법은 데이터 센터의 이더넷 연결, 기업 케이블링 및 통신 사업자 전송에 적용할 수 있는 가장 간단하고 경제적인 데이터 연결을 효과적으로 달성합니다.

시나리오 3: CWDM SFP+ 광학 모듈과 스위치 간의 연결

이 연결 방법은 리피터, 광섬유 트랜시버 및 CWDM을 사용하여 광 모듈을 스위치와 연결하여 45G 이더넷 스위치의 RJ10 전기 포트를 CWDM 멀티플렉서에 필요한 CWDM 파장으로 변환합니다.

시나리오 4: DWDM SFP+ 광학 모듈과 스위치 간의 연결

광 모듈을 스위치의 SFP+ 포트에 삽입한 다음 강화된 광섬유 점퍼를 사용하여 DWDM에 연결합니다. 이 연결 방식은 장거리 전송 시 광신호를 보호하여 광파 손실을 크게 줄여 장거리 광신호 전송에 적합합니다.

SFP+ 광 모듈과 스위치 연결 시 주의 사항

1. 두 스위치에 사용되는 광 모듈의 파장 및 전송 거리가 동일한지 확인하고 단일 파이버 또는 듀얼 파이버, 단일 모드 또는 멀티 모드인지 확인하십시오. 불일치하는 경우 해당 변환기를 사용하십시오.
2. 광학 모듈을 사용할 때 정전기와 충격을 피하십시오. 범프가 발생하면 모듈을 계속 사용하지 않는 것이 좋습니다.
3. 광학 모듈 삽입 방향에 주의하십시오. 당김 링과 라벨이 위쪽을 향해야 합니다.
4. 광모듈을 스위치에 삽입할 때에는 하단까지 확실하게 밀어 넣으세요. 일반적으로 약간의 진동이 있을 것입니다. 삽입 후 모듈을 가볍게 당겨서 제대로 장착되었는지 확인하세요.
5. 광 모듈을 분해할 때는 먼저 링을 포트와 90도 위치로 당긴 후 모듈을 제거하세요.