ワイヤースピードの変更点

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* ワイヤースピード [#j57f9120]

ワイヤースピード = wire speed

[[「ワイヤー・スピード」とは：ITpro>http://itpro.nikkeibp.co.jp/word/page/10007284/]]
>ワイヤー・スピード
wire speed
　
導線（ワイヤー）で直結されたかのように，高速に遅延なくパケットを転送処理できること。
LANスイッチの交換処理能力を示す際に使われることが多い。
　
LANスイッチは，受信したフレームをいったんメモリー上に格納するなど，ケーブルの伝送遅延以外にも処理遅延が発生する。
このため実際には，理論的に送受信可能な最大数のフレームを，数マイクロ秒程度の低遅延ですべて転送処理できることを指して，「ワイヤー・スピードを実現」と表現するメーカーが多い。
　
1秒間に送れるフレームの理論値は，100Mイーサネットで最小フレーム長（64バイト）の場合，14万8800フレーム/秒である。
例えば，100Mイーサネットを16ポート備えたスイッチでワイヤー・スピードを実現するためには，14万8800フレーム/秒×16＝238万800フレーム/秒のスイッチング容量が必要になる。 

** 「ワイヤスピード」ってなに？ [#c19334ee]
http://www.n-study.com/network/switch_seinou.htm

スイッチのカタログを見ると、「&color(red){ワイヤスピード・ノンブロッキングで転送};」と銘打っているものをよく見かけます。

じゃ、ワイヤスピードっていったい何でしょう？なんとなく、「すっげー速い！」というイメージがつきますが・・・

&color(red){ワイヤスピードとは、理論上の最大の転送速度};を指しています。
たとえば、100Mbpsのファストイーサネットであれば、ワイヤスピードは100Mbpsです。
通常は、データは絶え間なく流れているわけではなくて、流れているときもあれば、流れていないときもあります。
考えられる最も負荷がかかるときが、絶え間なくデータが流れている状態です。
その状態を「ワイヤスピード」と呼んでいます。

では、ワイヤスピードで転送するときにスイッチにかかる負荷を考えてみましょう。
しかし、イーサネットフレームは長さが一定ではなく可変長です。
どのパケットサイズを基準に考えればいいのでしょう？

こういったケースでは&color(red){最も負荷がかかる場合を基準に考える};ことになります。
フレームサイズが小さければフレームの数が増加するので、最小の64バイトのフレームを送信するときに最も負荷がかかることがわかります。
したがって、100Mbpsのワイヤスピードで転送するとき1秒間あたりのフレームの数を計算してみましょう。

ただし、ここで注意することはイーサネットフレームの前に電気信号の同期を取るためのプリアンプルとSFD(Start Frame Delimeter)が合わせて8バイト付加されていることです。
そして1つのフレームの後にすぐに次のフレームがやってくるわけではないということです。
フレーム間には、12バイトのIFG(Inter Frame Gap)が必要です。
もともとイーサネットはひとつの通信回線を他のコンピュータと共有するので、必ずフレーム間ではIFGだけあけてからデータを送ることになっています。

ワイヤスピードでの転送を別の観点で見ると、&color(red){IFGのあとにすぐに次のフレーム(パケット)がやってくること};と考えてもいいでしょう。
1つフレームを転送すると、IFGだけおいてすぐに次のフレーム。また、IFGだけおいて、すぐに次のフレーム・・・といった感じでデータ転送が行われている状況です。

CENTER:&ref(wirespeed.gif);

&color(red){1つのフレームを送信するためには8バイト(プリアンプル、SFD)＋64バイト(イーサネットフレーム)＋12バイト(IFG)で合計84バイト=672ビットを転送するだけの時間が必要};ということになります。このことから100Mbpsワイヤスピードでは1秒間あたりのフレーム数は、次の式から求めることができます。


 100000000(bit/秒)÷672(bit/パケット)≒148810パケット/秒(pps)


すなわち、100Mbpsのワイヤスピードは148810ppsであり、スイッチング能力がこの数値以上であればワイヤスピードでの転送が可能です。もしも100Mbpsではなくて、1000Mbpsギガビットイーサネットになればワイヤスピードは1488100ppsになります。

まとめると、

| イーサネットのワイヤスピード | 14880pps |
| ファストイーサネットのワイヤスピード | 148810pps |
| ギガビットイーサネットのワイヤスピード | 1488100pps |

となります。

** リンク [#cfb3ee1a]
[[バックプレーン]]
[[ノンブロッキング]]
ワイヤースピード の変更点
