フレーム間ギャップ(InterFrameGap)




最近また忙しくて中々更新出来ずにおりました。



今日は電通大の学祭に行ってきました。

目的は、DentooLTです。

自身4度目くらいとなる傍聴だったのですが、

スクリーンショット20141123

というわけで飛び入り枠で参加してきました。

通常の登壇者は10分の発表時間、飛び入り枠は5分の発表時間が貰えます。

皆さんスマホやプログラミングの話が多く、ハードウェアとソフトウェアに夢中な中、オタク友達とのLT用に用意していたIFG(InterFrameGap = フレーム間ギャップ)のプレゼンをすることにしました。

飛び入り参加するとリプライを返してから、顧客情報にあたりそうなスライドや文章を削除して、で、発表。

結果は、時間切れでした。会場やUstreamで見てた皆さんすみません。。。



せっかくなのでフレーム間ギャップについてブログでまとめようと思います。

まずフレームについて。

僕のブログを見てる層はおそらく全員OSI参照モデルくらい完璧だと思うので、その体でいきます。

レイヤ3のネットワーク層ではIPアドレスを目印にパケットをやりとりしますが、

僕の業務エリアであるレイヤ2ではMACアドレスを目印にしてフレームをやりとりします。

フレームの最小値は64バイトです。

これには歴史的な経緯があるのですが、ここでは割愛させていただきます。

この最小の64バイトに、0101010101…10101011の、通信の始まりを知らせるプリアンブルが8バイトと、InterFrameGap(以下、IFG)の12バイトが加わって、1フレームを送信するためには、最低でも84byte時間が必要になってくるわけです。

最近主流の10Gbpsポートでは、この最小フレームが毎秒最大で、
10,000,000,000 ÷ 84byte(=672bit)送信出来るので、
毎秒最大で14.88MFrameくらい送れます。

1488万フレームも間秒通信出来るのかあ。と、思いきや、実はそうではない機器があるのです。



イーサネットの標準規格IEEE802.3では、各機器ではプラスマイナス100PPMまで誤差が認められています。

PPM(パーツ・パー・ミリオン)と言うのは、1部位あたりにどのくらいの誤差を認めるかという単位です。

1PPMの場合は100万分の1の誤差を許容するようになっているので、プラスマイナス1万分の1くらいの速度の誤差が出来ます。

10Gbpsのポートでも、実際に使ってみると、10.001Gbps出る個体があれば、9.999Gbpsしか出ない個体が会ったりするということです。

速度差は毎秒2,000,000bitと微々たるものですが、最大約3000近い送信フレーム差が発生するということです。

これ、スイッチが二台あったとして、片方だけ速度早かったら、遅い方は全てのフレームを捌き切れず、いつかバッファオーバーフローしてしまいます。つまり、データロスト。

IT業界で最も炎上しやすいワードと言ってもいいんじゃないでしょうか。データロスト。

なんで、一部のネットワーク機器には、IFGを変更出来る機器があったりします。



スクリーンショット 2014-11-23002

これ、IFGを11にすると、例え対向機器が最高速ポートで、自分側が最粗悪ポートだったとしても、計算してみると絶対に捌き切れちゃうんですね。

なので、エンドポイントのIFGはデフォルトの12byteにして、中継するスイッチは11byteとかにすると、オーバーフローしなくてすみます。

じゃあIFG積極的に変更していこうよ!

と、言いたいところですが、

世界のネットワークを構成しているシスコシステムズでは、僕の知る限りIFGは変更出来ません。

なぜか?

このバッファオーバーフローでフレームロストしてしまうパターンっていうのは、常に10Gbpsフルフルで使用するシチュエーションなんですね。

そもそもそんなパンパンな帯域になるようにネットワークを設計するなよ!!!!!っていうオチです。

じゃ、なんでIFG変更出来る機能なんてあるんだ?って話ですが、これは僕の憶測ですが、

顧客に言われるんでしょうね。

「本当に10Gbpsも出るのか?!じゃあ実際にフレーム10Gbpsで流し続けてみろよ!!!ほーーーら!!フレームロストしてる!!!」

とか、言われた時用の機能なんじゃないでしょうか。

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ゆうじ

Author:ゆうじ
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社会人5年目〜   :セキュリティエンジニア

ほぼネットワーク屋でした。


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メイプルストーリー(笑)
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