TCP (Transmission Control Protocol) 공급 업체로서 효율적인 네트워크 데이터 전송에 대한 수요가 증가하고 있음을 직접 목격했습니다. TSO (TCP Segmentation Offload)는 네트워크 성능을 크게 향상시킬 수있는 중요한 기술입니다. 이 블로그에서는 TCP 세분화 오프로드를 구현하기위한 요구 사항을 살펴 보겠습니다.
TCP 세분화 오프로드 이해
요구 사항을 탐색하기 전에 TCP 세분화 오프로드가 무엇인지 간단히 이해해 봅시다. 기존 네트워크 통신에서 장치의 CPU는 대형 TCP 데이터를 네트워크를 통해 전송할 수있는 작은 세그먼트로 분할하는 작업을 수행해야합니다. 이 프로세스는 특히 고속 데이터 전송을 처리 할 때 상당한 양의 CPU 리소스를 소비합니다.
TCP 세분화 오프로드는이 세분화 작업을 CPU에서 NIC (Network Interface Card)로 이동시킵니다. 그런 다음 NIC는 대형 TCP 데이터를 적절한 세그먼트로 분할하고 필요한 TCP 및 IP 헤더를 추가 할 책임이 있습니다. 이는 CPU 워크로드를 줄일뿐만 아니라 전체 네트워크 처리량을 향상시키고 대기 시간을 줄입니다.
하드웨어 요구 사항
네트워크 인터페이스 카드 (NIC)
TCP 세분화 오프로드를 구현하기위한 가장 기본적인 하드웨어 요구 사항은 호환되는 네트워크 인터페이스 카드입니다. 최신 NIC는 TSO를 포함한 다양한 오프로드 기능을 지원하도록 설계되었습니다. TSO 구현을위한 NIC를 선택할 때는 다음과 같은 요소를 고려해야합니다.
- TSO 지원: NIC는 TCP 세분화 오프로드를 명시 적으로 지원해야합니다. 대부분의 하이 엔드 및 엔터프라이즈 - 등급 NIC는이 기능과 함께 제공되지만 제품 사양을 확인하는 것이 필수적입니다. 예를 들어, 일부 고성능 서버 NIC는 TSO 기능을 갖춘 대형 스케일 데이터 전송을 처리하도록 특별히 설계되었습니다.
- 대역폭과 속도: NIC는 예상 데이터 트래픽을 처리하기에 충분한 대역폭을 가져야합니다. 10 기가비트 이더넷 이상과 같은 고속 네트워크에서는 적절한 속도를 가진 NIC가 중요합니다. 낮은 대역폭 NIC는 세그먼트 된 데이터를 충분히 빨리 전송할 수 없으므로 TSO를 활성화하더라도 병목 현상이 될 수 있습니다.
- 버퍼 크기: 분할 전에 큰 TCP 데이터를 저장하려면 NIC의 적절한 버퍼 크기가 필요합니다. 더 큰 버퍼는 버스트 트래픽을보다 효과적으로 처리 할 수있어 세분화 프로세스 중에 데이터 손실 또는 혼잡을 방지 할 수 있습니다.
서버 하드웨어
NIC가 설치된 서버도 TSO 구현에서 역할을합니다.
- CPU 전원: TSO가 CPU의 세분화 작업을 오프로드하더라도 CPU는 여전히 응용 프로그램 처리 및 프로토콜 관리와 같은 다른 네트워크 관련 작업을 처리 할 수있을 정도로 강력해야합니다. Low -End CPU는 TSO가 활성화 되더라도 전체 네트워크 운영을 따라 잡기 위해 어려움을 겪을 수 있습니다.
- 메모리: TCP 데이터가 세분화를 위해 NIC로 전송되기 전에 충분한 메모리를 저장하기에 충분한 메모리가 필요합니다. 메모리가 불충분하면 데이터 버퍼링 문제와 성능이 줄어들 수 있습니다.
소프트웨어 요구 사항
운영 체제 지원
서버에서 실행중인 운영 체제 (OS)는 TCP 세분화 오프로드를 지원해야합니다. Linux, Windows Server 및 MacOS와 같은 대부분의 최신 운영 체제는 TSO를 지원하기 위해 구축했습니다.
- 리눅스: Linux는 TSO에 대한 탁월한 지원을 제공합니다. 같은 명령을 사용하여 TSO를 활성화하거나 비활성화 할 수 있습니다
EthTool. 예를 들어, TSO가 명명 된 이더넷 인터페이스에서 활성화되어 있는지 확인하려면ETH0, 당신은 명령을 사용할 수 있습니다EthTool -K Eth0 | Grep TCP- 분할-플로트. 활성화하려면 사용할 수 있습니다ethtool -k eth0 tso on. - Windows 서버: Windows Server도 TSO를 지원합니다. 제어판의 네트워크 어댑터 설정을 통해 구성 할 수 있습니다. Windows에서 TSO를 활성화하면 파일 서버 또는 데이터베이스 서버와 같이 큰 TCP 데이터를 생성하는 응용 프로그램을 실행하는 서버의 네트워크 성능을 크게 향상시킬 수 있습니다.
네트워크 드라이버
UP- TO -DATE 네트워크 드라이버는 TSO 구현에 필수적입니다. 네트워크 드라이버는 운영 체제와 NIC 사이의 브리지 역할을합니다. 구식 드라이버는 최신 TSO 기능을 지원하지 않거나 성능 문제를 일으킬 수있는 버그가있을 수 있습니다.
- 드라이버 호환성: 네트워크 드라이버는 운영 체제 및 NIC와 호환되어야합니다. 예를 들어, Linux 서버에서 NIC 모델을 사용하는 경우 드라이버가 해당 NIC를 위해 설계되었으며 실행중인 Linux 커널 버전과 호환되는지 확인해야합니다.
- 드라이버 업데이트: 정기적으로 네트워크 드라이버를 업데이트하면 TSO 성능이 향상 될 수 있습니다. 제조업체는 종종 운전자 업데이트를 출시하여 버그를 수정하고 호환성을 향상 시키며 오프로드 기능을 향상시킵니다.
네트워크 구성 요구 사항
MTU (최대 전송 장치)
네트워크 구성의 MTU 설정은 TCP 세분화 오프로드에 중요합니다. MTU는 네트워크를 통해 전송할 수있는 데이터 패킷의 최대 크기를 결정합니다.
- MTU로 구성됩니다: 라우터, 스위치 및 서버를 포함한 네트워크 경로의 모든 장치에는 일관된 MTU 설정이 있어야합니다. 일관되지 않은 MTU 설정은 패킷 조각화로 이어질 수 있으며, 이는 TSO의 목적을 물리칩니다. 예를 들어, 서버의 MTU가 9000 바이트 (점보 프레임)이고 경로의 라우터가 1500 바이트의 MTU가있는 경우, 큰 TCP 세그먼트는 라우터에서 조각화되어 CPU로드가 증가 할 수 있습니다.
- 적절한 MTU 크기: MTU 크기는 네트워크 환경에 따라 선택해야합니다. LAN (Local Area Network)에서 9000 바이트와 같은 더 큰 MTU를 사용하여 TSO를 최대한 활용할 수 있습니다. 그러나, WAN (Wide Area Network)에서 일부 네트워크 링크의 한계로 인해 더 작은 MTU, 일반적으로 1500 바이트가 더 적합 할 수 있습니다.
네트워크 토폴로지
네트워크 토폴로지는 또한 TSO 구현에 영향을 줄 수 있습니다.
- 스위치 및 라우터 기능: 네트워크의 스위치 및 라우터는 TSO와 관련된 MTU 크기 및 트래픽 패턴을 지원해야합니다. 일부 구형 스위치 또는 라우터는 점보 프레임을 지원하지 않으므로 TSO의 효과를 제한 할 수 있습니다.
- 네트워크 대기 시간: 높은 대기 시간 네트워크는 TSO의 이점을 줄일 수 있습니다. 전파가 길어지는 네트워크에서, 세그먼트 된 데이터가 대상에 도달하는 데 걸리는 시간은 세분화 작업을 오프로드함으로써 성능의 이점을 어둡게 할 수 있습니다.
응용 프로그램 - 레벨 요구 사항
응용 프로그램 호환성
모든 응용 프로그램이 TCP 세분화 오프로드와 호환되는 것은 아닙니다. 일부 레거시 애플리케이션에는 대규모 TCP 세그먼트에 문제가 있거나 네트워크 오프로드 기능에 최적화되지 않을 수 있습니다.
- 테스트 응용 프로그램: 생산 환경에서 TSO를 구현하기 전에 응용 프로그램이 호환되도록 응용 프로그램을 테스트해야합니다. 테스트 환경에서 TSO를 활성화하고 응용 프로그램 성능을 모니터링하여 시작할 수 있습니다. 데이터 손상 또는 성능 감소와 같은 문제가있는 경우 응용 프로그램 설정을 조정하거나 대체 응용 프로그램을 사용해야 할 수도 있습니다.
- 응용 프로그램 최적화: 일부 응용 프로그램은 TSO에서 더 잘 작동하도록 최적화 될 수 있습니다. 예를 들어, 많은 양의 TCP 데이터를 생성하는 응용 프로그램은 더 큰 버퍼 크기를 사용하도록 구성 될 수 있으며, 이는 TSO의 효율을 향상시킬 수 있습니다.
TCP 세분화 오프로드 구현의 이점
TCP 세분화 오프로드 구현은 몇 가지 이점을 제공합니다.
- 개선 된 CPU 활용: CPU에서 세분화 작업을 오프로드하면 다른 응용 프로그램과 관련된 작업에 더 많은 CPU 리소스가 제공됩니다. 이로 인해 특히 높은 트래픽 환경에서 전반적인 시스템 성능이 향상 될 수 있습니다.
- 네트워크 처리량 증가: TSO는보다 효율적인 데이터 전송을 허용하여 네트워크 처리량이 증가합니다. 이는 비디오 스트리밍 또는 대규모 파일 다운로드와 같은 고속 데이터 전송이 필요한 응용 프로그램에 특히 중요합니다.
- 대기 시간 감소: 세분화 프로세스가 더 빠르고 효율적이므로 데이터 전송의 대기 시간이 줄어 듭니다. 이를 통해 네트워크 기반 애플리케이션의 응답 성을 향상시킬 수 있습니다.
결론
결론적으로 TCP 세분화 오프로드를 구현하려면 하드웨어, 소프트웨어, 네트워크 구성 및 응용 프로그램 레벨 요구 사항의 조합이 필요합니다. TCP 공급 업체로서 저는 최고의 성능을 달성하기 위해 이러한 모든 측면이 올바르게 해결되도록하는 것의 중요성을 이해합니다. 네트워크에서 TCP 세분화 오프로드 구현을 고려하는 경우 기존 인프라를 신중하게 평가하고 필요한 업그레이드를하는 것이 중요합니다.
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참조
- Peterson, LL, & Davie, BS (2012). 컴퓨터 네트워크 : 시스템 접근. 모건 카우프만.
- Tanenbaum, AS, & Wetherall, DJ (2011). 컴퓨터 네트워크. 프렌 티스 홀.