詳解巨型幀：Jumbo Frame

本期將為大家詳解「巨型幀」。



一、什麼是巨型幀？
巨幀（巨型幀、Jumbo Frame）是一種廠商標準的超長幀格式，乙太網路標準的最大幀長度為1518位元組。

不同於乙太網路標準幀長，Jumbo Frame（巨型幀）的長度各廠商有所不同，從9000位元組～64000位元組不等。

採用Jumbo Frame能夠讓千兆乙太網路效能充分發揮，使資料傳輸效率提升50%～100%。在網路儲存的應用環境中，Jumbo Frame更具有非同尋常的意義。目前通常是將1500Byte至9000Byte這一段叫做Jumbo幀，然後從9000Byte至64000Byte叫做Super jumbo frames，也就是超巨幀。

二、巨型幀有什麼優點和缺點？
1. 優點：可提高網路的吞吐率和效率

小的資料封包封裝二層包頭時效率不高，同時減少設備的CPU 負擔，對於小的封包CPU花大量的時間來分片和重組封包。

巨幀需要在相互通訊的2個通訊端口(交換機端口或網卡端口)上同時支持，而且與以前的以太網產品不相容，因此主要會應用於千兆主幹的端口之間以及服務器端口接入到網絡主幹的鏈路。

交換器把Jumbo Frame格式的資料轉送向不相容Jumbo Frame的連接埠時應進行幀格式的轉換，即將Jumbo Frame幀格式的資料轉換成標準乙太網路的幀格式，從而保證其正常運作。相反，從不相容Jumbo Frame的連接埠向支援Jumbo Frame的連接埠轉送資料時，交換器可以把多個標準乙太網路幀合併成超長Jumbo Frame幀，從而提高傳輸效率。



2. 劣勢：存在相容新問題
由於巨型幀是各廠商的標準，各廠商支援的巨型幀最大長度如果不一致，可能會導致鏈路上資料轉送異常。

三、巨型幀的典型應用有哪些？
一些工業相機場景，大檔案傳輸拷貝場景，採用巨型幀傳輸可以提高傳輸效率。

四、常見問題及注意事項
1. 如何理解資料鏈結層最大傳輸資料為1500Byte和巨型幀的差異？

資料鏈結層最大傳輸資料為1500Byte為IEEE公認的預設情況下鏈路最大資料幀（MTU），在VLAN tag的場景下，即最大資料包位元組長度1522位元組（1500+14+4+4），巨型幀是幀長大於1522位元組的乙太網路幀。這是一種廠商標準的超長幀格式，專為千兆乙太網路而設計。巨型幀的長度各廠商有所不同，從9000位元組～64000位元組不等。

2. 如何確認電腦網路卡是否支援巨型影格？如何設定？
可以在網路卡的屬性-進階配置介面查看設備是否有巨型影格選項，有對應選項的話則選擇對應的值即可，網路卡預設關閉巨型影格功能。



3. 如何確認網路設備（路由器/交換器/AP）是否支援巨型幀？
巨型幀是交換晶片才能支援的功能，不同晶片方案是否支援需要根據晶片方案查詢，另外注意：交換器巨型幀不支援三層轉送。

4. 關於巨型幀的幾點注意事項：
端到端之間的所有轉送介面都需要支援巨型訊框才能將巨型幀資料包從一端轉到另一端，如果中間轉送設備（交換器）不支援巨型幀或支援的最大巨型幀比網卡設定的巨型幀小，交換器則會將資料包丟棄；；

TCP巨型幀協商過程，由系統MTU決定，握手階段協商MSS：




UDP巨型幀傳遞過程，網路卡直接根據巨型幀值發送UDP數據包：



部分網路卡安裝到系統後，透過修改網路卡支援的巨型幀之後，電腦的預設MTU也會跟著被修改，但是部分網路卡的系統MTU不會被修改，這個可以透過指令（管理員模式下CMD）來確認和修改：

改電腦mtu：


查看mtu：