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Optimizar la transferencia de datos desde un 50% hasta 100% mediante Jumbo Frames, ¿cuando nos conviene utilizarlo?

¿Te gustaría optimizar la transferencia de datos en la red de tu empresa sin realizar ninguna inversión?

En este artículo, te hablaré de un parámetro de red con el que necesitarás aprender a lidiar si deseas mejorar el rendimiento de tu red sin comprometer su latencia y/o conseguir el efecto contrario.

Aparte, al final del artículo, también te facilitaré información sobre otras tecnologías que te ayudarán a mejorar todavía más la velocidad de acceso a tus datos.

Para ello, antes de nada, voy a intentar explicarte de forma sencilla y sin entrar en tecnicismos cómo funciona una transferencia de datos en una red.

Para evitar y detectar los errores al transmitir un fichero por una red, en el estándar Ethernet, se decidió dividirlos en tramas de un tamaño máximo determinado por el MTU ( Maximum Transmission Unit o Unidad Máxima de Transmisión).

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En el estándar IEEE 802.3 utilizado en las redes ethernet, por defecto se utiliza un MTU 1500, pero actualmente, con las redes gigabit se implementó la posibilidad de modificar el tamaño de las tramas para optimizar tanto el tráfico como la transferencia de información de una red.

¿Que es Jumbo Frames y como afecta en la transferencia de datos?

Se asignó el nombre de Jumbo Frames a todos aquellos frames que superen 1518 bytes (MTU 1500), pudiendo llegar hasta 9000 bytes (MTU 9000).

Como imaginarás, cuánto mayor sea el tamaño de la trama, mayor será la velocidad de transmisión de los datos

El tamaño de las tramas, afecta directamente a la velocidad de transmisión de los datos, imagina realizar una mudanza con un coche o con un camión, ¿con cuál te parece que será más sencillo y rápido?

Entonces, ¿por qué no se utiliza siempre Jumbo Frames?

La primera razón es que para utilizar Jumbo Frames, toda la electrónica de red (Switchs, Firewalls, NAS, Routers, Tarjetas, etc…) debe soportarlo y estar correctamente configurada.

Mezclar dispositivos con Jumbo Frames activado y otros con él desactivado en una misma red, es una fuente asegurada de problemas, corremos un alto riesgo de sufrir una discrepancia de MTU, en el caso de ser necesario, es indispensable dividir la red en VLANs.

La segunda razón es que, como casi todo, tiene sus beneficios y sus inconvenientes, vamos a verlo más detenidamente.

Ventajas de Jumbo Frames

La activación de esta característica, nos permitirá:

  • Reducir el coste y los ciclos de CPU para el procesado de la electrónica de red.
  • Mejorar la carga en programas IP o en la gestión del tráfico de red.
  • Minimizar la cantidad de cabeceras y demás datos que acompañan a la MTU, aumentando el ancho de banda.
  • Reducir la fragmentación de la información por la red, mejorando el rendimiento de las conexiones por TCP notoriamente.

Desventajas de Jumbo Frames

En general se puede decir que el uso de Jumbo Frames mejora la eficiencia de nuestra red, pero por otro lado, dispondremos de los siguientes inconvenientes:

  • Se complica el cálculo de los CRC, pudiendo tener un impacto negativo en el rendimiento de nuestra red.
  • Se Ampliará la cantidad de memoria asignada a los buffers de los dispositivos de red.
  • Aumentará la latencia puesto que el tiempo de envío de los mismos es mayor.
  • En caso de errores, la información que se reenviará es mayor, por lo tanto el rendimiento bajará.

Entonces, ¿cuando nos conviene utilizarlo?

Existen casos en que la utilización de Jumbo Frames no es nada aconsejable, ya que lo único que obtendremos en una reducción de rendimiento en vez de una mejora, por ejemplo:

  • En redes que coexistan los pequeños y grandes paquetes, o que tengamos una gran cantidad de pequeños paquetes.
  • En redes de baja o media calidad.
  • En redes que necesitemos una baja latencia, como el caso de redes con alto contenido de streaming.
  • En redes P2P ya que manejan paquetes pequeños cuyas fuente no son fijas.

En cambio, si en nuestra red, se envían muchos paquetes grandes y durante largos periodos de tiempo, es conveniente usar Jumbo Frame, algunos ejemplos podrían ser el almacenamiento SAN, copias de seguridad, edición de vídeo, diseño 3D, etc…

El caso más claro de uso de Jumbo Frames

En las redes de almacenamiento SAN mediante iSCSI, con su necesidad de transferir grandes volúmenes de información por una red independiente y en entornos virtuales, el uso de Jumbo Frames permite ahorrar CPU gracias a la repo, aumentar considerablemente el rendimiento.

Es más, según un estudio de DELL, a pesar de la creencia de que iSCSI empeora el rendimiento dducción de interrupciones y, al mismo tieme acceso a disco, este protocolo, gracias a las redes 10G y los Jumbo Frames,

su rendimiento puede incluso llegar a superar y ser más eficiente que los protocolos FC o FCoE.

En resumen

En el diseño o la optimización de una nueva arquitectura de servidores, sean o no virtualizados y de un almacenamiento centralizado, es básico definir aspectos como el uso de los Jumbo Frames, Link Agreegation o el uso de SSD como caché dinámico.

Hoy en día, existen en el mercado a un precio asumible, toda una gama de electrónica de red que soportan el uso de algunas de las funcionalidades citadas, y como era de esperar, la mayoría de los servidores de almacenamiento o NAS profesionales, así como las cabinas de almacenamiento SAN, son los dispositivos que más se benefician de dichas tecnologías.

Si tienes dudas sobre cuál es el mejor sistema de almacenamiento en red para tu empresa, te invito a que leas este artículo.

Por lo tanto, con una combinación y configuración óptimas de dichas tecnologías junto a otros aspectos cruciales, podemos conseguir un aumento muy considerable de la efectividad en las transferencia de datos.

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