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Netzwerklatenz bei Ethernet-Switches

Charlene

Übersetzer*in Felix
18. April 2022

Im heutigen Netzzeitalter ist der Begriff der Netzwerklatenz für die meisten Menschen nichts Neues. Wir hören oft von Netzwerklatenz, aber was genau ist Netzwerklatenz? Wodurch wird sie verursacht? Wie kann man die Netzwerklatenz minimieren? In diesem Beitrag werden die Faktoren untersucht, die Netzwerklatenz verursachen, und es wird erklärt, wie die Netzwerklatenz in Ethernet-Switches gelöst werden kann.

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Abbildung 1: Netzwerk-Latenzzeit

Wie hoch ist die Netzwerklatenz bei Ethernet-Switches?

Im Allgemeinen ist die Latenz ein Maß für die Verzögerung. Netzwerklatenz ist jede Art von Verzögerung, die erforderlich ist, damit Daten oder eine Anfrage über ein Netzwerk von der Quelle zum Ziel gelangen. Die Latenz ist eines der Elemente, die zur Erhöhung der Netzwerkgeschwindigkeit beitragen. Häufig wird erwartet, dass die Netzwerklatenz nahe Null liegt, was sich jedoch kaum realisieren lässt.

Netzwerk-Switches sind wesentliche Elemente der Netzwerkinfrastruktur, deren Latenz einen Teil der gesamten Netzwerklatenz ausmacht. Manchmal kommt es beim Durchlaufen eines Datenpakets durch ein Gerät zu einer Verzögerung, während Ihre Switches oder Router entscheiden, wohin es als Nächstes gesendet werden soll. Obwohl die einzelnen Pausen kurz zu sein scheinen, können sie sich summieren. Daher haben sich Switches mit hoher Bandbreite und geringer Latenz zum Trend bei der Netzwerkbereitstellung entwickelt, um eine höhere Leistung zu erzielen.

Was verursacht Netzwerklatenz?

Es kann viele Faktoren geben, die zu einer Netzwerklatenz führen. Zu den möglichen Mitverursachern gehören die folgenden Umstände:



  • Die Zeit, die ein Paket für die physische Reise von der Quelle zum Ziel benötigt.

  • Fehler des Routers oder Switches, da jedes Gateway Zeit für die Überprüfung und Änderung der Paket-Header aufwenden muss. Daher dauert es sehr lange, bis ein Ethernet-Paket einen Ethernet-Switch durchläuft.

  • Anti-Virus- und vergleichbare Sicherheitsprozesse, die Zeit benötigen, um die Rekombination und Zerlegung von Nachrichten vor dem Senden abzuschließen.

  • Speicherverzögerungen, wenn Pakete durch Verzögerungen bei der Speicherung oder beim Festplattenzugriff an Zwischengeräten wie Switches und Bridges leiden.

  • Softwarefehler auf der Seite des Nutzers.

  • Das Problem geht vom Übertragungsmedium selbst aus, das einige Zeit braucht, um ein Paket von einer Quelle zu einem Ziel von Glasfaser- zu Koaxialkabeln zu übertragen.

  • Verzögerungen treten auch dann auf, wenn die Pakete mit Lichtgeschwindigkeit von einem Knoten zum anderen gelangen (ca. 4,9 Mikrosekunden pro Kilometer).

Wie misst man die Netzwerklatenz in Ethernet-Switches?

Wie wir aus dem letzten Abschnitt ersehen können, ist die Switch-Latenz eine der Schlüsselkomponenten, die zur Netzwerklatenz beitragen. Wie können wir sie also messen?

Die Switch-Latenz wird von Port-zu-Port eines Ethernet-Switch gemessen. Sie kann je nach dem Switching-Paradigma, das der Switch verwendet, auf verschiedene Weise angegeben werden. Sie kann mit verschiedenen Tools und Methoden in Ethernet-Switches gemessen werden, z. B. mit der IEEE-Spezifikation RFC2544, netperf oder Ping Pong. Die IEEE-Spezifikation RFC2544 bietet eine von der Industrie akzeptierte Methode zur Messung der Latenz von Speicher- und Weiterleitungsgeräten. Netperf kann die Latenz mit Anfrage- oder Antworttests (TCP_RR und UDP_RR) testen. Ping Pong ist eine Methode zur Messung der Latenz in einem Hochleistungscomputer-Cluster, bei der die Paketumlaufzeit von Remote Procedure Calls (RPCs) gemessen wird, die über das Message Passing Interface (MPI) gesendet werden.

Wie kann die Netzwerklatenz auf Ethernet-Switches minimiert werden?

Um die Netzwerklatenz mit Ethernet-Switches zu reduzieren, gibt es einige verschiedene Techniken, die im Folgenden beschrieben werden.

Erweitern Sie die gewünschte Kapazität

Um Latenz und Kollision zu reduzieren, ist es wichtig, die erforderliche Kapazität über Ihren Ethernet-Switch bereitzustellen. Prüfen Sie Ihren Switch, ob er Ihnen die Möglichkeit bietet, die Netzwerkkapazität zu erweitern. Zunächst sollten Sie eine schnelle Engine haben. Ethernet-Switches ohne Paketverluste helfen dem Netzwerk, eine bessere Leistung zu erzielen. LACP ist eine Standardfunktion, die durch Trunking von Ports zu einer besseren Netzwerkleistung beiträgt. Die FS N8560-Switches unterstützen LACP, um die Bandbreite zu erhöhen und die Netzwerkleistung zu verbessern.

VLANs zum Segmentieren des Netzwerks verwenden

Da das herkömmliche flache Netzwerk Switch-Verbindungen leicht überlasten kann, können Ethernet-Switches mit VLAN-Funktionen den Datenverkehr problemlos an den Ort senden, an den er gehen soll. Es gibt viele Layer-2- und Layer-3-Switches, die Ethernet-Switches zur Segmentierung des Datenverkehrs bereitstellen, z. B. basierend auf Port, dynamischer VLAN-Zuweisung, Protokoll, MAC-Adresse und anderen Typen.

Cut-Through-Switching-Technologie verwenden

Cut-Through-Switching ist eine Methode für Paketvermittlungssysteme, die darauf abzielt, die Netzwerklatenz auf ein Minimum zu reduzieren. Diese Technik reduziert die Latenz durch den Switch, wenn ein Ethernet-Switch mit der Weiterleitung eines Pakets beginnt, bevor das gesamte Paket empfangen wurde, normalerweise sobald die Zieladresse verarbeitet wurde. Beachten Sie jedoch, dass diese Technik nicht funktioniert, wenn der Datenverkehr von einem langsamen Port zu einem schnelleren Port oder von einem Port zu einem anderen Port mit der gleichen Geschwindigkeit gesendet wird.

Im Folgenden finden Sie einige Tipps zur Minimierung der Netzwerklatenz bei Ethernet-Switches. Auf dem Markt gibt es viele Ethernet-Switches mit geringer Latenz, die zu einer besseren Netzwerkleistung beitragen. Um die Netzwerklatenz zu minimieren, ist es jedoch grundlegend notwendig, sich nicht nur auf die Switches zu konzentrieren, aus denen das Netzwerk besteht, sondern auch die Latenz und die Latenzschwankungen des Netzwerks als System zu verstehen.

Fazit

Dieser Artikel hat hoffentlich dazu beigetragen, die Fragen zu beantworten, was Netzwerklatenz in Ethernet-Switches ist und wie man die Netzwerklatenz minimieren kann. Die Netzwerklatenz lässt sich nicht eliminieren, aber sie kann so gering wie möglich gehalten werden. Die Möglichkeiten zur Minimierung der Netzwerklatenz bei Ethernet-Switches können für Sie eine Option sein.

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