При работе с большими объёмами трафика могут возникать ситуации, когда сетевое устройство не обеспечивает ожидаемую пропускную способность в каком-либо направлении. Проектируя сети для больших объёмов трафика, следует изучать блок-схемы внутренней архитектуры сетевых устройств. Производитель MikroTik публикует эти материалы в описании устройства, в разделе Support & Downloads (Block diagram). Анализируя блок-схему MikroTik RB4011iGS+RM, оснащённого 10 Ethernet-портами 1 Гбит/с и одним портом SFP+ 10 Гбит/с, делаем выводы:
- Максимальная пропускная способность между Ethernet и SFP+ — 5 Гбит/с. Одновременное прохождение трафика между SFP+ и шестью портами Ethernet будет ограничено этой скоростью;
- Максимальная пропускная способность между группами Ethernet 1-5 и 6-10 — 2,5 Гбит/с.
Рис.1. Блок-схема маршрутизатора MikroTik RB4011iGS+RM
На диаграмме рис.1 группы портов 1-5 и 6-10 подключены к блоку чипа коммутации. Это отдельный архитектурный элемент, имеющий свои особенности и ограничения. Его назначение – разгрузка ЦП маршрутизатора путём выполнения операций коммутации за счёт собственных ресурсов. В устройствах MikroTik используются разные чипы коммутации. Их характеристики представлены в Википедии MikroTik. Функция разгрузки ЦП (Hardware Offloading) включается автоматически при правильном конфигурировании L2-функций. Каждый чип коммутации поддерживает свой набор функций, при выборе устройства рекомендуем сверяться с документацией.
Недорогие устройства, оснащённые гигабитными портами, при полной нагрузке могут не обеспечивать ожидаемую пропускную способность. Это связано с архитектурными особенностями конкретной модели — результирующая общая скорость обмена ограничена скоростью шины, к которой подключен чип коммутации. На рис.2 представлена блок-схема архитектуры роутера MikroTik hEX в случае, когда чип коммутации используется для разгрузки ЦП (порты объединены в Bridge, на портах активен Hardware Offloading). Как видно из блок-схемы, при прохождении трафика между Bridge и портами не в Bridge будет задействован ЦП, и общая пропускная способность будет ограничена 1 Гбит/с.
Рис.2. Блок-схема MikroTik hEX при использовании чипа коммутации
В производительных устройствах, спроектированных для обработки большого объёма трафика, каждый порт подключен напрямую к процессору. Благодаря такому архитектурному решению отсутствует бутылочное горлышко в виде общей шины, устройство обеспечит максимальную пропускную способность при коммутации в любом направлении.
Рис.3. Блок-схема MikroTik CCR1009-7G-1C-1S+