Vergleichstest: Gigabit-Ethernet-Switches
Test von Ethernet-Switches: Wettlauf im LAN
Fortsetzung des Artikels von Teil 3
Wenige Rechner provozieren ungleichmäßige Port-Auslastung
Generell gilt allerdings bei diesem Verhalten, dass bei steigender Anzahl der IP-Adressen im Subnetz auch die Verteilung der Datenströme im Trunk gleichmäßiger wurde. Da es sich hierbei um ein konzeptionelles Problem handelt, das allen aktuellen Switches – nicht nur denen im aktuellen Testfeld – gemeinsam ist, haben wir einen Test durchgeführt, der das Problem exemplarisch darstellt.
Ansonsten haben die Tests gezeigt, dass für alle Switches im Testfeld hier Szenarien möglich sind, in denen die Systeme die Datenströme gleichmäßig verteilten, und solche, in denen sie sehr asymmetrisch arbeiten und somit auf sehr schlechte Durchsatzleistungen kommen. Daher haben wir darauf verzichtet, hier zwischen den Systemen Vergleiche anzustellen. Durch eine willkürliche Festlegung der Rahmenbedingungen ständen Sieger und Verlierer automatisch im voraus fest.
Statt dessen haben wir ohne Ansehen des Herstellers ein charakteristisches Switch-Verhalten dargestellt. Wir haben zwei baugleiche Switches über vier Ports miteinander verbunden und so einen Trunk mit vier Gigabit-Ethernet-Verbindungen etabliert. Dann haben wir in einer Zangemessung auf 16 Eingangsports Datenströme mit unseren Smartbits gesendet.
Diese wurde über den Trunk auf vier Ausgangsports des zweiten Switch adressiert und dort mit Hilfe der Smartbits analysiert. Die Eingangslast haben wir wieder schrittweise von 25 über 33 und 50 Prozent bis auf 100 Prozent Last gesteigert. Hierdurch entsteht wieder eine maximale Überlast von 400 Prozent. Diese Messung haben wir einmal mit nur einer Absender-IP-Adresse und dann mit 100 Absender-IP-Adressen durchgeführt.
Je mehr Rechner an der Erzeugung der Datenströme beteiligt sind, um so wahrscheinlicher ist es, dass die Links innerhalb eines Trunks gleichmäßig ausgelastet sind. Wenige Rechner an einem Edge-Switch sorgen dagegen schnell für eine einseitige Verteilung der Datenströme auf einzelne Ports.
Dieses Verhalten kann beispielsweise zu Engpässen führen, wenn ein Server über einen Switch sein nächtliches Backup fährt. Das »Trunk-Phänomen« ist nicht konfigurierbar, sondern vom dynamischen Geschehen im Netzwerk abhängig. Somit besteht keine Planungssicherheit für die Netzwerkverantwortlichen. In der Praxis ist es daher häufig besser, einen Trunk durch einen 10-Gigabit-Ethernet-Uplink zu ersetzen.
Die LAN-Switches der aktuellen Generation sind spürbar besser geworden. Auch wenn sie in Volllast-Situationen im Betrieb mit homogenen Datenströmen bestehend aus sehr großen Frames an ihre Leistungsgrenzen kommen: Im realen Betrieb mit typischen Lastmustern sollte es in der Regel zu keinen spürbaren Performance-Problemen und Kommunikationsstörungen mehr kommen.
Nichtsdestotrotz ist ihr Einsatz auch heute noch nicht ohne Risiken und Nebenwirkungen. Wer Trunks einsetzt, um teure 10-Gigabit-Etherent-Uplink-Ports zu sparen, kann unter Umständen deutliche Leistungseinbußen erleben. Grund dafür sind die nicht optimalen Algorithmen, nach denen die Switches die Datenströme auf die verschiedenen Ports verteilen.
Dabei ist das Verhalten der Switches hier nicht wirklich vorhersagbar. Und das gilt ohne Ausnahme für alle Switches, die wir in letzter Zeit in den Real-World Labs an der FH Stralsund untersucht haben.
Vor Überraschungen sind nur die IT-Verantwortlichen geschützt, die genau wissen, wie die Systeme arbeiten und dies dann gegebenenfalls auch messtechnisch überprüfen lassen. Ansonsten drohen nach wie vor Gefahren wie die der asymmetrischen Auslastung von Trunks, die durchaus beispielsweise das nächtliche Backup vereiteln können.
Dipl.-Ing. Thomas Rottenau,
Prof. Dr. Bernhard G. Stütz,
dg@networkcomputing.de
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- Wenige Rechner provozieren ungleichmäßige Port-Auslastung
