巨帧（jumbo frame）

Posted 2022-03-19 Wi-Fi研习者

最近重新接触到巨帧（jumbo frame）这个概念，第一次接触是在视频传输中，本来以为定义是一个定值的，故没有太大留意，这次重新查看了下，其定义是一个范围值，而且该范围还与厂家设置有关，故需要注意一下。

首先为什么要启用巨帧，具体来源理解还不深，不过带来最大的好处还是效率提高（尤其在高速网络中，该效率体现比较大）。在网络中定义该效率就是真实发送payload的时间/发送完整数据包（包含头部）的时间，wiki上的表大致有一个记录，当然这个定义还不是非常严格就是了，如果定义在网络中，那么还有一个竞争开销这里并没有包含，即CSMA/CD回退所产生的开销，不过这里如何度量会复杂一些。从下图中可以看到，标准模式的效率（也就是归一化吞吐量）是低于jumbo模式的。实际上这点如果从无线网络的发展来看，也是同样的思路。在一开始的无线网络802.11a/b/g，其都是没有引入太长的数据包长度考量的，毕竟本身传输速率有限，且效率影响不大。随着物理层速率增加，这点逐步开始被重视，即从协议802.11e中的txop，到802.11n中的帧聚合，其意都在通过增加数据包长度，来提高网络效率，这里有关细节以后可以再讨论，这里仅仅记录下。

那么接下来就是有关Jumbo帧定义的问题了，目前通常好像是将1500Byte至9000Byte这一段叫做Jumbo帧，然后从9000Byte至64000Byte叫做Super jumbo frames，也就是超巨帧。同时这里还有一个Baby giant frames的定义，暂时理的还不是很清楚，有的所述为，标准的二层MTU大小是1500Byte，如果由于封装头部的原因，使之大于1500Byte，比如802.1Q的封装头部，其整个帧大小就会是1522Byte，即该个就是小巨帧（这里未理清楚的就是这里是从1500Byte开始算起，还是从1518Byte开始算起，即Ethernet和802.3帧的区别，同样在巨帧中也有这个问题）。

然后有关Jumbo帧定义的起始点，目前有的是从1500Byte开始算起，有的是从1518Byte开始算起，原因应该就是Ethernet和802.3帧的区别，不过这里还没有考究过。有关Jumbo帧的结尾点，则定义看到过更多的版本，wiki上面算是列举了几种，如下

实际上一般查到的也是9216Byte，好像该设置上限是思科的上限，所以比较常用些。在Ethernet权威指南一书中，将该上限提高到了9720Byte，如下图

同时对于Jumbo frame的起始点，该书中所述也是从1500Byte起始的，实际上就是最大帧的大小定义为了1500Byte，同时这里所述巨帧一般是本地有效的，其原因应该是很多地方会filter该巨帧，比如说路由不开启支持巨帧，则无法传输出去。

在电脑上如果需要兼容巨帧，也是需要通过网卡驱动设置中，选择巨帧支持才可以。比如下图就是设置的情况，在该设置中，所支持巨帧的大小是从2K~9K的范围，不过至于为什么不一次性只采用一个设置，而可以精确到特定大小的巨帧，可能是为了性能优化而言。毕竟一般本地所采用巨帧都是一些特殊设备，如工业摄像头之类的，其帧通常也是选择6K大小，所以没有必要选择9K大小，从而可能在资源开辟上面能够提高一些性能。