Μαζικές απορίες για hybrid 100Mbps/Gigabit LAN

[WAntilles]

Ίσως κάποιες από τις παρακάτω ερωτήσεις να είναι ανόητες αλλά χρήζουν αποσαφήνισης.

Δεδομένα:

- 1 x LAN
- 1 x Gigabit ethernet switch με υποστήριξη jumbo frames μέχρι 9KB και πλήρως autosensing -> έστω S
- 1 x 100Mbps ethernet full duplex aDSL modem-router με πλήρη υποστήριξη Rx-Tx checksums -> έστω R
- 1 x Gigabit ethernet full duplex PC με πλήρη υποστήριξη Rx-Tx checksums και jumbo frames μέχρι 9KB που τρέχει Windows NT-Class 2000+ Pro+ & Gentoo Linux 2.6.10 -> έστω A
- 1 x Gigabit ethernet PC με πλήρη υποστήριξη Rx-Tx checksums και jumbo frames μέχρι 9KB που τρέχει Gentoo Linux 2.6.10 -> έστω B
- 1 x 100Mbps ethernet full duplex PC με πλήρη υποστήριξη Rx-Tx checksums που τρέχει Windows NT-Class 2000+ Pro+ -> έστω Γ

Στα παραπάνω:

- στα Gigabit κομμάτια δεν περιλαμβάνω το full duplex διότι δεν ξέρω εάν υφίσταται κάτι τέτοιο σε Gigabit. Σε 100Mbps που λειτουργούσαν μέχρι τώρα ήταν σε 100Mbps full duplex

- επίσης δεν είμαι σίγουρος εάν υφίσταται η έννοια των Rx-Tx checksums ΚΑΙ στο Gigabit - υποθέτω πως ναι

Με ενδιαφέρει με ποιές ρυθμίσεις είτε από τον Device Manager των Windows είτε/και από το /etc/conf.d/net του Gentoo να πετύχω:

- σε όλα τα PC A, B και Γ πλήρη Rx-Tx checksums
- στο Gigabit κομμάτι του δικτύου A<->S<->B μέγιστο Gigabit full duplex throutput αλλά με το ελάχιστο CPU usage - υποθέτω με jumbo frames 9KB αλλά πώς το ρυθμίζω;
- στο 100Mbps κομμάτι του δικτύου Γ<->S<->R μέγιστο 100Mbps full duplex throutput αλλά με το ελάχιστο CPU usage - όπως ήταν μέχρι τώρα δηλαδή - εδώ τί κάνω με το μέγεθος του πακέτου -> 1500 bytes ή 9KB
- σε περιπτώσεις "μικτών" δικτυακών transactions πώς θα καταφέρω να πέφτει αυτόματα η ταχύτητα - μέγεθος πακέτου του ενός αποδέκτη στα 100Mbps full duplex 1500 bytes πακέτο και μετά αυτόματα να ξαναανεβαίνει στα Gigabit με 9KB πακέτο;

Ευχαριστώ για την υπομονή σας και συγνώμη εάν μερικές ερωτήσεις είναι ανόητες - ηλίθιες.

For the record, εάν σας βοηθά, το ethernet hardware όλων αυτών είναι το παρακάτω:

A -> Realtek 8110S-8169 Gigabit ethernet adapter
Β -> Realtek 8110S-8169 Gigabit ethernet adapter
Γ -> 3COM 3C-905-TX PCI 100Mbps ethernet adapter
R -> ZyXEL 652R-13 (over ISDN) ethernet aDSL modem-router
S -> SMC 8505T Gigabit ethernet switch (unmanaged, autosensing, jumbo frames up to 9KB)

Καλώδια είναι όλα straight UTP cat5e ΚΑΙ με τα 4 ζεύγη, κανονικά περιεστραμμένα, standard compliant.

Λογικά δεν θά 'χω πρόβλημα με τα καλώδια για το Gigabit έτσι;

[chatasos]

Δυστυχώς στα lan το μέγεθος του πακέτου σε μια διαδομή εξαρτάται σε 1η φάση από την αρχή και το τέλος της διαδρομής.

Με άλλα λόγια αν το PC έχει συμφωνήσει (tcp negotiation) να στέλνει με 1500 σε κάποιο άλλο, ότι και να έχεις ενδιάμεσα (ακόμα και δυνατότητα για frames > 1500), στην πραγματικότητα frames > 1518 ( ip (1500) + eth ( 18 ) ) δεν πρόκειται να δεις στο δίκτυο.

Οπότε αν όλη η διαδρομή είναι gigabit-9000, δεν έχεις πρόβλημα. Παίζεις με 9000.
Αν όλη η διαδρομή είναι fasteth-1500, πάλι δεν έχεις πρόβλημα. Παίζεις με 1500.
Αν θες να στείλεις απο fasteth-1500 σε gigabit-9000 πάλι δεν έχεις πρόβλημα. Παίζεις με 1500.
Αν όμως θες να στείλεις απο gigabit-9000 σε fasteth-1500, το pc που βρίσκεται στο fasteth-1500 κατά πάσα πιθανότητα (όταν έχεις tcp σαν πρωτόκολλο μεταφοράς) θα ενημερώσει το pc στο gigabit-9000 ότι υποστηρίζει mtu <= 1500, οποτε και το pc του gigabit-9000 θα πρέπει να συμβιβαστεί. Αν το αγνοήσει (ή αν έχεις udp σαν πρωτόκολλο μεταφοράς), θα φάει πόρτα στο ενδιάμεσο switch εκτός και αν το switch υποστηρίζει και L3 (IP) functionality, οπότε θα κάνει l3 fragmentation (έξτρα cpu load για το switch). Ελάχιστα είναι τα "προσιτά" l2 switches που κάνουν και fragmentation και δεν ξέρω αν εκεί δημιουργούνται άλλα προβλήματα.

Αρκετά (αν όχι όλα) unixοειδή λειτουργικά υποστηρίζουν μεταβλητό mtu ανάλογα τον προορισμό του πακέτου (π.χ. "ip route add default via 10.0.0.1 mtu 9000"), οπότε αν θες να έχεις επικοινωνία απο gigabit-9000 σε gigabit-9000 και fasteth-1500 ταυτόχρονα, ίσως κάτι τέτοιο να είναι η λύση. Για τα windows δεν ξέρω τι παίζεται.

Πρόσεξε όμως γιατί frames > 1500 δεν υφίστανται σε πολλά non-ip (για την ακρίβεια σε αυτά που δεν χρησιμοποιούν το "ethertype" στο πεδίο Length/Type του frame) δίκτυα (π.χ. AppleTalk, IPX), οπότε αν χρειάζεσαι και κάτι τέτοιο στο lan σου, περιορίζεσαι στο default 1500. Δεν ξέρω αν οι συγκεκριμένες υλοποιήσεις έχουν αλλάξει τώρα τελευταία.

Επίσης μην ξεχνάς ότι η διαμεταγωγή των πακέτων σε κάποιο lan εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την εφαρμογή και το λειτουργικό που χρησιμοποιείς, το είδος του πρωτοκόλλου των πακέτων, τους send/receive buffers στις κάρτες στα άκρα του δικτύου, τις δυνατότητες forwarding/switching των ενδιάμεσων σημείων (switches) και των άκρων (pc hardware, pci specs) και αρκετά άλλα.

Τέλος, επιλογές τύπου "Offload/Hardware (TX/RX) Checksums" και γενικότερα "Offload TCP Segmentation, Checksum Offload, Large Send Offload" λογικά πρέπει να υπάρχουν σε όλες τις τελευταίες κάρτες, οπότε κάπου θα βρίσκεται και στις δικές σου (στο gentoo ίσως μπορείς να τα δεις/πειράξεις με το ethtool). Υπόψιν όμως ότι έχουν παρατηρηθεί -σπάνια- διάφορες ασυμβατότητες σε κάποιες εφαρμογές (που επεμβαίνουν και στην κάρτα) όταν έχεις ενεργοποιημένες αυτές τις επιλογές αφού ο υπολογισμός του checksum γίνεται από την κάρτα χωρίς να έχει "πλήρη" γνώση της εφαρμογής. Μόνο με πειραματισμό μπορείς να σιγουρευτείς τι είναι το καλύτερο για σένα.

EDIT:
Να προσθέσω πως καλό (ίσως και καλύτερο από τα offloads) είναι να ψαχτείς με την επιλογή "Interrupt Moderation" (ή κάποια άλλη που έχει να κάνει με την διαχείριση των interrupts από την κάρτα), αφού συνήθως η ενεργοποίησή της μειώνει αρκετά το cpu usage του pc. Μειονέκτημα? Αυξάνεται ο χρόνος επεξεργασίας των πακέτων, οπότε αυξάνεται και το latency (σε κάποιες "μπακάλικες" υλοποιήσεις ίσως να υπάρχει και επίπτωση στο throughput). Αλλά από την στιγμή που αναφέρεσαι σε τοπικό δίκτυο, δεν θα έπρεπε να σε απασχολεί και πολύ το latency.