Que sont les trames jumbo ? Définition et conseils de configuration

Que sont les trames Jumbo ?

La trame jumbo désigne une trame Ethernet dont la taille de charge utile est supérieure aux 1 500 octets standard. Les trames jumbo sont également beaucoup plus grandes que l’unité de transmission maximale (MTU) normale spécifiée dans la norme Ethernet. Parfois, l’utilisation de trames jumbo peut améliorer les performances du réseau, mais dans d’autres cas, elle peut en réalité les ralentir.

La norme Ethernet (IEEE 802.3) définit la taille maximale normale d’une trame à 1,518 ou 1,522 octets. Cela comprend 14 octets d’informations de routage, une somme de contrôle de 4 octets et 1,500 octets de charge utile (c.-à-d. MTU). La plupart des appareils utilisent cette norme par défaut pour l’envoi et la réception de données.

Cependant, depuis que la norme Ethernet a défini le MTU, les vitesses réseau et la puissance de traitement ont considérablement augmenté. De nos jours, Commutateurs Gigabit Ethernet sont standard, et les commutateurs réseau 10 Gigabit, 40 Gigabit, voire 100 Gigabit deviennent plus courants dans certaines applications spécialisées. Dans ces réseaux à haut débit, vous pouvez obtenir des performances encore meilleures si vous configurez vos appareils pour envoyer des paquets plus volumineux appelés trames jumbo.

Les jumbo frames les plus courantes ont une limite MTU de 9,000 octets. Bien qu'il n'existe pas de norme stricte, 9,000 octets sont devenus la norme lors du développement du Gigabit Ethernet et ont été adoptés par la plupart des fournisseurs d'équipements et des organisations. La plupart des appareils Ethernet modernes peuvent facilement prendre en charge des jumbo frames de 9,000 octets.

Lorsque la taille de la charge utile dépasse 9,000 octets, il s’agit d’une trame super-jumbo. La charge utile maximale peut atteindre 65,535 octets, mais elle est rarement utilisée. IPv6 prend en charge l’option charge utile jumbo ou trame jumbo, permettant des charges utiles allant jusqu’à 4GB.

Il existe également un type de trame de données appelé petite trame jumbo, qui est plus grande que les 1,522 octets standard et atteint généralement un maximum de 1,600 octets. Les petites trames jumbo sont souvent utilisées dans le routage réseau ou les techniques d’encapsulation nécessitant des informations d’en-tête supplémentaires. Un exemple est le Multi-Protocol Label Switching (MPLS), qui ajoute 4 octets d’informations d’étiquette à chaque trame, rendant le paquet légèrement plus grand que la taille de trame standard. Cela permet d’éviter la fragmentation des paquets.

Importance des Jumbo Frames dans les réseaux

Les trames jumbo changent complètement la donne dans les réseaux qui doivent transmettre de grandes quantités de données. Elles peuvent couramment être utilisées dans les applications de streaming vidéo et audio, de sauvegarde de données et de cloud computing.

L’utilisation de trames jumbo peut aider les administrateurs réseau à améliorer l’efficacité du réseau et à réduire la congestion, ce qui se traduit par de meilleures performances et des transferts de données plus rapides. De plus, les trames jumbo minimisent le nombre de retransmissions de paquets, ce qui réduit la latence et améliore l’expérience utilisateur.

En bref, les trames jumbo constituent une partie importante de l'environnement réseau actuel. Elles aident les organisations à répondre aux exigences de haut débit de l'ère numérique et à améliorer les performances globales du réseau.

MTU standard vs. trames Jumbo

Dans Ethernet, la taille standard de l’unité de transmission maximale (MTU) de 1500 octets fixe une limite supérieure aux données envoyées dans une seule trame. Une taille de trame plus grande signifie que davantage de données peuvent être envoyées en une seule fois, réduisant ainsi la surcharge liée à la fragmentation et au réassemblage des données.

Avantages des trames Jumbo

L’utilisation de trames jumbo dans un réseau présente de nombreux avantages. Elles augmentent l’efficacité du réseau, améliorent les performances et réduisent la surcharge. En envoyant davantage de données à la fois, le matériel réseau a moins de fragmentation et de réorganisation à gérer, ce qui réduit la charge pesant sur le matériel. Cela accélère le fonctionnement du réseau, accélère le transfert de données et réduit la latence. En outre, les trames jumbo allègent la pression sur le réseau, libérant davantage de bande passante pour d’autres tâches et rendant le réseau plus stable dans son ensemble.

Quand utiliser les trames Jumbo ?

Si vous utilisez des trames jumbo, vous devrez tenir compte de ce que votre réseau doit faire. Les trames jumbo sont généralement utilisées dans les endroits où vous avez besoin d’une grande bande passante, d’une faible latence et d’un débit élevé, comme les centres de données, les environnements de cloud computing et d’autres applications réseau hautes performances.

Considérations relatives à la topologie réseau

La manière dont votre réseau est configuré est également un facteur important pour décider d’utiliser ou non des trames jumbo. Ces trames sont particulièrement adaptées aux réseaux avec des commutateurs car ils peuvent devoir être compatibles avec des routeurs dont les tailles de MTU sont limitées. Si vous avez plus d’un commutateur ou autre périphérique réseau sur votre réseau, vous devez vous assurer qu’ils prennent tous en charge les trames jumbo afin d’obtenir les meilleures performances.

Limitations matérielles

Un autre élément à prendre en compte lorsque vous décidez d’utiliser ou non des trames jumbo est la compatibilité de votre matériel. Petit rappel : tous les adaptateurs réseau et commutateurs ne prennent pas en charge les trames jumbo. Il est donc toujours recommandé de vérifier la compatibilité de votre matériel avant d’apporter des modifications. Certains appareils plus anciens pourraient ne pas être capables de gérer des trames plus grandes, ce qui pourrait entraîner une baisse des performances, voire une perte de paquets.

En résumé, si vous envisagez d’utiliser des jumbo frames, il est essentiel de réfléchir aux besoins de votre réseau, à sa configuration et au matériel dont vous disposez. Si vous pesez tous ces facteurs, vous pourrez prendre une décision éclairée quant à l’utilisation des jumbo frames.

Comment utiliser les Jumbo Frames

Il est essentiel de comprendre le réseau et les procédures de commande correctes avant de configurer les trames jumbo. Voici un guide étape par étape pour configurer les trames jumbo :

1. Vérifiez que le périphérique réseau prend en charge les trames Jumbo.

Avant de commencer la configuration, assurez-vous que votre périphérique réseau prend en charge les trames jumbo. Vous pouvez trouver cette information dans la documentation du fabricant du périphérique ou sur le site Web du fournisseur.

2. Trouver la taille MTU optimale

Le MTU pour les trames jumbo est supérieur à la norme de 1500 octets. Pour trouver la meilleure taille de MTU pour votre réseau, vous devez tenir compte de ses tâches, de sa configuration et du matériel dont vous disposez.

3. Connexion à l'interface en ligne de commande (CLI) de l'appareil

Pour mettre en service les trames jumbo, vous devez d’abord vous connecter à l’interface CLI de l’appareil via un câble console, Telnet ou SSH.

4. Configuration des Jumbo Frames sur l’interface

Les commandes de configuration des trames jumbo varient d’un appareil à l’autre. Par exemple, si vous utilisez un commutateur Cisco, vous pouvez utiliser cette commande pour définir la taille des trames jumbo pour l’interface :

switch(config)#interface <interface-name>

switch(config-if)#mtu <jumbo-frame-size>

switch(config-if)#end

5. Vérification de la configuration des jumbo frames :

Après avoir configuré les jumbo frames sur un équipement réseau, il est conseillé de vérifier que tout est correctement configuré. Si vous utilisez un commutateur Cisco, vous pouvez utiliser cette commande pour vérifier la taille MTU de l’interface afin de vous assurer que la configuration a pris effet :

switch#show interfaces <interface-name> | include MTU

Cette commande affiche la taille MTU de l’interface spécifiée afin de vérifier que la configuration est correcte. La configuration des trames jumbo est essentielle pour améliorer les performances du réseau, mais vous devez comprendre les exigences matérielles et logicielles avant de les mettre en œuvre.

Définition de la taille MTU sur les systèmes d’exploitation

Il est également essentiel de s’assurer que la taille MTU est correctement définie dans le système d’exploitation et que les jumbo frames sont configurées sur les périphériques réseau. Cela peut généralement être défini via la configuration réseau du système d’exploitation, mais il peut être nécessaire de spécifier manuellement une taille MTU personnalisée. Définir une taille MTU cohérente sur tous les systèmes qui envoient et reçoivent des données est une excellente idée pour garantir que les jumbo frames sont traitées correctement.

La topologie du réseau, la compatibilité matérielle et les exigences de performance doivent être prises en compte avant de définir la taille MTU du système d’exploitation. Si tous les appareils du réseau prennent en charge les trames jumbo, vous pouvez définir la taille MTU sur le système d’exploitation.

La façon dont vous le configurez dépend du système d'exploitation que vous utilisez.

La section suivante décrit comment définir la taille MTU sur les systèmes couramment utilisés :

Windows:

1. Ouvrez l’invite de commandes avec les privilèges d’administrateur.

2. Saisissez la commande suivante : “netsh interface ipv4 show subinterface” pour afficher des informations détaillées sur toutes les interfaces réseau.

3. Déterminez l'interface pour laquelle vous souhaitez ajuster la taille MTU et notez son index.

4. Utilisez la commande suivante pour modifier la taille du MTU : “netsh interface ipv4 set subinterface [index] mtu=xxxx store=persistent”. 

5. Remplacez [index] par l’index de l’interface et xxxx par la taille MTU souhaitée.

Linux:

1. Ouvrez une fenêtre de terminal.

2. Déterminez le nom de l’interface réseau pour laquelle vous souhaitez modifier la taille du MTU.

3. Saisissez la commande suivante pour ajuster la taille de MTU : “sudo ifconfig [interface] mtu xxxx”. 

4. Remplacez [interface] par le nom réel de l'interface réseau et xxxx par la taille MTU souhaitée.

5. Pour rendre la modification permanente, saisissez la commande suivante : “sudo nano /etc/network/interfaces”.

6. Dans la ligne de configuration de l’interface concernée, ajoutez ce qui suit : “mtu xxxx”. 

7. Remplacez xxxx par la taille MTU souhaitée.

8. Enregistrez et quittez.

9. Redémarrez le service réseau à l’aide de la commande suivante : “sudo service network-manager restart”

Si vous souhaitez tirer pleinement parti des trames jumbo, vous devez vous assurer que tous les appareils de votre réseau ont la même taille de MTU. Des configurations incohérentes peuvent entraîner des connexions interrompues ou des pertes de paquets. Par conséquent, il est essentiel de tout tester minutieusement avant d’appliquer la configuration à un environnement de production.

Comment tester la configuration des Jumbo Frames ?

Une fois que vous avez configuré les trames jumbo sur vos périphériques réseau et défini la taille MTU sur votre système d’exploitation, il est essentiel de tout tester minutieusement afin de vous assurer que tout fonctionne comme prévu. Vous pouvez utiliser des outils de diagnostic réseau comme ping et traceroute pour vérifier que les trames jumbo sont correctement traitées et transmises. Les outils de surveillance des performances réseau peuvent également vous aider à voir comment les trames jumbo affectent les performances du réseau et à repérer d’éventuels problèmes ou limites.

Il y a quelques points clés à garder à l’esprit lors du test des configurations de trames jumbo :

Vérifiez que tous les appareils et systèmes d'exploitation peuvent gérer les trames jumbo. Cela garantira que l'ensemble du réseau peut traiter correctement les trames.

Assurez-vous que chaque périphérique réseau et système d’exploitation définit la taille MTU correcte. Cela peut être effectué dans les paramètres réseau.

Une fois que vous avez défini la taille de la MTU, il est judicieux d’exécuter quelques tests pour vous assurer que tout fonctionne correctement avec les jumbo frames. Utilisez un outil d’analyse comme Wireshark pour examiner le trafic réseau et voir la taille des trames envoyées sur le réseau.

Un autre test consiste à transférer un gros fichier entre deux appareils sur le réseau et à voir combien de temps cela prend. Si la configuration est correcte, les transferts utilisant des jumbo frames devraient être plus rapides que les transferts utilisant des tailles MTU standard.

Il est judicieux de surveiller le réseau et de tester périodiquement la configuration des trames jumbo afin de garantir un fonctionnement correct. Si des problèmes surviennent pendant les tests, vous devrez peut-être ajuster la taille du MTU ou d’autres paramètres réseau.

Conclusion

Les jumbo frames peuvent faciliter le transfert des données de votre réseau et réduire la surcharge réseau. Cet article vous aide lorsque vous cherchez à configurer les jumbo frames pour votre réseau. Après avoir lu cet article, vous devrez déterminer si les jumbo frames conviennent à votre réseau et confirmer si elles sont adaptées à votre LAN.