ジャンボフレームとは

ジャンボフレームは、パケットあたりのデータ量を増やすことで、データセンターやハイパフォーマンスコンピューティング (HPC) などの高スループットのシナリオにおいて、パケット数、CPU 負荷、および伝送時間を削減します。

ジャンボフレームとは、IEEE 802.3 標準で定められた上限である 1,500 バイトを超えるペイロードを持つイーサネットフレームのことです。Alibaba Cloud のインスタンスファミリーは、最大 8,500 バイトのイーサネットフレームをサポートしています。

サポートされるインスタンスファミリー

次のインスタンスファミリーはジャンボフレームをサポートしています。

ジャンボフレームをサポートするインスタンスファミリー

インスタンスファミリーのネットワークメトリックについては、「インスタンスファミリー」をご参照ください。

g8i、c8i、r8i、c8ine、g8ine、および第 9 世代以降のインスタンスでは、ジャンボフレームがデフォルトでサポートされています。

また、DescribeInstanceTypes を呼び出して、インスタンスタイプがジャンボフレームをサポートしているかどうかを確認することもできます。JumboFrameSupport が true の場合、そのインスタンスタイプはジャンボフレームをサポートしています。

ネットワークパフォーマンス上のメリット

ネットワークスループットの向上：パケットサイズが大きくなることで、フレームあたりのデータ伝送量が増加し、総パケット数が減少してスループットが向上します。
CPU 負荷の削減：フレーム数が減少することで、ネットワーク割り込みと再構成の回数が減り、CPU リソースが解放されます。
伝送時間の短縮：フレーム数が減少することで、パケットごとのオーバーヘッドが低減され、HPC、ビッグデータ伝送、ストレージエリアネットワーク (SAN) などの高帯域幅アプリケーションにメリットがあります。
バルクデータ効率の向上：データベースバックアップ、大規模なファイル転送、ビデオストリーミングサービスなど、大量の連続データを転送するアプリケーションでは、ジャンボフレームを使用することで高速化が実現します。

利用シーン

ジャンボフレームは、以下のようなデータ集約型のクラウドワークロードのネットワークパフォーマンスを向上させます。

データセンター内の通信：ジャンボフレームは、ビッグデータ分析、データベース同期、分散コンピューティングのためのサーバー間のデータ伝送を高速化します。
SAN：ジャンボフレームは、サーバーとストレージデバイス間の伝送オーバーヘッドを削減し、データバックアップとリストアの効率を向上させます。
仮想マシン (VM) の移行：ジャンボフレームは、物理サーバー間で VM を移行する際のネットワーク伝送時間を短縮します。
HPC：ジャンボフレームは、科学計算やエンジニアリングシミュレーションのデータ伝送レートを向上させます。
ビデオストリーミングとマルチメディア：ジャンボフレームは、大容量のビデオやマルチメディア転送の伝送効率を向上させます。

ジャンボフレームと MTU

最大転送単位 (MTU) とは、断片化されずに接続を通過できる最大のパケットサイズのことです。MTU には IP ヘッダーとペイロードが含まれますが、イーサネットヘッダーは含まれません。詳細は、「最大転送単位 (MTU)」をご参照ください。

ジャンボフレームは、MTU が標準の 1,500 バイトを超えるネットワークインターフェースで伝送されるデータフレームです。ECS インスタンスでジャンボフレームを有効にすると、そのネットワークインターフェースの MTU は自動的に 8,500 バイトに設定されます。

注意事項

ジャンボフレームは特定のシナリオでパフォーマンスを向上させますが、非互換性やレイテンシの増加を引き起こす可能性があります。ジャンボフレームを有効にする前に、テストと計画を行ってください。

デバイスの互換性：スイッチ、ルーター、NIC を含むすべてのネットワークデバイスがジャンボフレームをサポートしていることを確認してください。すべてのデバイスの MTU は、ジャンボフレームのサイズ以上である必要があります。そうでない場合、パケットがドロップまたは断片化され、ネットワークパフォーマンスが低下する可能性があります。「MTU」トピックの「MTU がネットワークパフォーマンスに与える影響」セクションをご参照ください。
プロトコルのサポート：TCP/IP などの上位層プロトコルがジャンボフレームをサポートしていることを確認してください。たとえば、不要なデータ断片化を防ぐために、TCP 最大セグメントサイズ (MSS) を調整します。詳細は、「最大転送単位 (MTU)」をご参照ください。

重要
TCP 以外のシナリオ (UDP や ICMP など) では、プロトコルやアプリケーション層で最適化が行われていない場合、ジャンボフレームが完全には活用されないことがあります。これにより、パケット損失やアプリケーションエラーが発生する可能性があります。
レイテンシ増加の可能性：低帯域幅のリンクでは、大きなパケットが回線をより長く占有し、他のパケットをブロックしてレイテンシを増加させる可能性があります。
クラウドサービスの制限：ジャンボフレームの伝送は、クラウドサービスがサポートする MTU によって制限されます。「MTU」トピックの「実際の MTU 制限」セクションをご参照ください。

次のシナリオでは、接続性やパフォーマンスの問題が発生する可能性があります。
- UDP または ICMP のジャンボフレームが、Server Load Balancer (SLB) インスタンスに関連付けられた ECS インスタンスまたはホストにアクセスする場合、SLB は断片化されたパケットを期待どおりに転送せず、ドロップすることがあり、接続性の問題を引き起こす可能性があります。
- UDP または ICMP のジャンボフレームが MTU が一致しないパスを通過すると、パケットが断片化され、ネットワークパフォーマンスが低下する可能性があります。

ジャンボフレーム機能の有効化または無効化

ECS インスタンスのジャンボフレームは、次のいずれかの方法で有効化または無効化できます。

重要

ネットワークインターフェースの MTU を手動で変更 (非推奨) し、かつジャンボフレームを有効または無効にした場合、手動で指定した MTU が優先されます。

インスタンス作成時のジャンボフレーム機能の有効化または無効化

ECS インスタンス購入ページで、ジャンボフレームをサポートするインスタンスタイプを選択する際に、[ジャンボフレームを有効にする] を選択または選択解除します。

この機能は、インスタンスが作成され、起動した後に有効になります。

ジャンボフレーム構成の変更

ECS インスタンスを作成した後、インスタンス詳細ページからジャンボフレームを有効または無効にできます。

ECS コンソール - インスタンスに移動します。
ページ左上で、リージョンとリソースグループを選択します。
ターゲットインスタンスを見つけて、その ID をクリックします。右上隅で [すべてのアクション] をクリックし、ネットワークとセキュリティグループ > ジャンボフレームの設定の変更 を選択します。
ジャンボフレームの設定の変更 ダイアログボックスで、ジャンボフレームを有効または無効にします。

[OK] をクリックした後、変更を有効にするためにオペレーティングシステムを設定します。

API オペレーションによるジャンボフレーム機能の有効化または無効化

ModifyInstanceAttribute オペレーションを呼び出し、EnableJumboFrame パラメーターを設定します。その後、ジャンボフレーム構成を有効にするためにオペレーティングシステムを設定します。

ジャンボフレーム構成を有効にするためのオペレーティングシステムの設定

インスタンス作成後または API 経由でジャンボフレーム構成を変更した場合、変更を有効にするにはネットワークサービスまたはネットワークインターフェースを再起動する必要があります。手順はオペレーティングシステムによって異なります。

Windows インスタンス

インスタンスを再起動します。Windows インスタンスでジャンボフレームを有効または無効にした後、構成を有効にするにはオペレーティングシステムを再起動します。

Linux インスタンス

Linux インスタンスに接続します。

詳細は、「パスワードまたはキーを使用して Linux インスタンスに接続する」をご参照ください。

構成を有効にするためにネットワークサービスを再起動します。

説明

ネットワークインターフェースで DHCP が有効になっている場合は、sudo dhclient を実行して最新の MTU を取得します。たとえば、sudo dhclient eth0 は、MTU を含むプライマリ NIC のネットワーク構成を動的に取得します。

sudo systemctl restart NetworkManager

再起動コマンドは、Linux ディストリビューションとネットワークサービスマネージャーによって異なります。次の表に、一般的なコマンドを示します。

オペレーティングシステム	再起動コマンド
Alibaba Cloud Linux 2 CentOS 7 Red Hat 7 Anolis 7 SUSE Linux 11/12/15 openSUSE 15/42	`sudo service network restart` または `sudo systemctl restart network`
CentOS 6 Red Hat 6	`sudo service network restart`
Alibaba Cloud Linux 3 CentOS 8 Red Hat 8 Anolis 8 Fedora 33/34/35	`sudo systemctl restart NetworkManager` または `sudo reboot`
Ubuntu 18/20/22 Debian 12	`sudo netplan apply`
Ubuntu 14/16 Debian 8/9/10/11	`sudo systemctl restart networking` または `sudo reboot`

説明

systemctl コマンドが失敗した場合、「Linux インスタンスで systemctl コマンドを実行するとエラーが発生するのはなぜですか？」をご参照ください。

ベストプラクティス

SAN、ビッグデータ伝送、HPC などのデータ集約型ワークロードでジャンボフレームを使用する場合は、以下のベストプラクティスに従ってください：

要件の評価。ジャンボフレームは、ビッグデータ分析、バックアップと復元、HPC など、大規模なデータチャンクを転送するアプリケーションにメリットをもたらします。ネットワークが主に小さなパケットを伝送する場合、ジャンボフレームは効果がない可能性があります。詳細については、「ユースケース」をご参照ください。
デバイスとプロトコルのサポートの評価。
- デバイスの一貫性：パス上のすべてのネットワークデバイス (スイッチ、ルーター、サーバー、NIC) がジャンボフレームをサポートし、同じ MTU を使用していることを確認してください。 MTU 設定に一貫性がないと、予期しない断片化やパケットドロップが発生する可能性があります。
- 上位レイヤープロトコルの互換性：最適なパフォーマンスを得るために、ジャンボフレームをサポートするように上位レイヤープロトコルの構成 (TCP ウィンドウサイズなど) を調整してください。
テストと検証：本番環境でジャンボフレームを有効にする前に、分離された環境でスループット、レイテンシー、障害復旧テストなどの包括的なテストを実施してください。詳細については、「ネットワークパフォーマンステスト」をご参照ください。
MTU 設定の一貫性： ネットワーク内のすべてのデバイスに同じ MTU を設定してください。 MTU 値に一貫性がないと、パケットの断片化や損失が発生します。

ジャンボフレーム機能の有効化または無効化： オペレーティングシステムで手動で MTU を変更するのではなく、Alibaba Cloud が提供する方法を使用してジャンボフレームを有効または無効にしてください。詳細については、「ジャンボフレーム機能の有効化または無効化」をご参照ください。
モニタリングと調整：ジャンボフレームを有効にした後、ネットワークパフォーマンスを継続的にモニタリングしてください。古いデバイスの中にはジャンボフレームを正しく処理できないものがあったり、設定ミスが問題を引き起こしたりする可能性があります。モニタリング結果に基づいてネットワーク構成を調整してください。

よくある質問

問題の現象：UDP または ICMP トラフィックにジャンボフレームを使用すると、インスタンスのパフォーマンスが大幅に低下します。

解決策：パケットが断片化されているかどうかを確認し、必要に応じてジャンボフレームを無効化してください。詳細については、「ジャンボフレーム機能の有効化または無効化」をご参照ください。
問題の現象：ジャンボフレームが有効になっているインスタンスから UDP または ICMP 経由で OSS や ApsaraDB for RDS などのクラウドサービスにアクセスすると、ネットワーク接続が失敗します。

原因：トラフィックがパケットフラグメントを転送できない SLB インスタンスを通過するため、接続の失敗が発生します。

解決策：パケットの断片化を防ぐために、MTU を 1,500 バイト以下に設定してください。