NAS 10GbE com clientes Gigabit: atualizar primeiro o servidor ou os dispositivos finais?

Se o NAS já tiver uma ligação ascendente de 10GbE funcional, mas todas as estações de trabalho ativas continuarem em 1GbE, atualize primeiro o percurso de um dispositivo final quando o problema for a transferência de ficheiros de um utilizador. Atualize primeiro o lado do NAS apenas quando as medições mostrarem que o servidor não consegue fornecer mais do que um débito de classe Gigabit devido ao armazenamento, à CPU, ao protocolo ou à configuração da ligação ascendente. Com vários clientes Gigabit, um NAS de 10GbE já pode fornecer uma largura de banda agregada útil, pelo que a atualização inicial correta depende de o estrangulamento ser por cliente ou abranger todo o servidor.

Separe primeiro a capacidade da rede do débito do serviço de ficheiros

O primeiro teste deve responder a duas perguntas diferentes. O percurso de rede consegue transferir dados mais depressa do que 1GbE quando ambas as extremidades são compatíveis, e a pilha de armazenamento do NAS consegue servir dados a essa velocidade? O rótulo de uma porta de 10GbE, por si só, não responde a nenhuma destas perguntas. O cabeamento, a negociação do switch, os controladores da NIC, a CPU, o comportamento do SMB ou NFS e o conjunto de armazenamento podem reduzir o débito da aplicação.

A ferramenta de medição iperf3 da ESnet é útil porque testa a largura de banda IP alcançável sem transformar o conjunto de discos do NAS na principal carga de trabalho. Se um cliente compatível com 10GbE e o NAS não conseguirem produzir resultados iperf de vários gigabits no percurso pretendido, corrija a rede antes de comprar armazenamento mais rápido ou unidades mais rápidas para os dispositivos finais.

Em seguida, execute a transferência de ficheiros real. Se o iperf for rápido, mas o SMB, o NFS ou a E/S da aplicação permanecer perto ou abaixo da velocidade Gigabit, o estágio limitador encontra-se agora acima ou abaixo da ligação Ethernet. Esse resultado aponta para a otimização do lado do servidor ou para o armazenamento. Se tanto o iperf como a transferência de ficheiros atingirem o limite de 1GbE do cliente, o percurso do dispositivo final é obviamente a primeira atualização a fazer.

Um dispositivo final Gigabit é o limite máximo absoluto desse dispositivo

Uma estação de trabalho com uma NIC de 1GbE não consegue utilizar uma ligação de 10GbE ao NAS a 10 Gbps. Mesmo que o conjunto de armazenamento do NAS e a CPU do servidor tenham uma grande margem de capacidade, esse cliente acede à rede através da sua própria ligação negociada. Para um utilizador que espera por cópias de projetos grandes, cópias de segurança, imagens de máquinas virtuais ou transferências de fotografias em bruto, a NIC do cliente e a porta do switch entre o cliente e o NAS são o primeiro limite prático.

A especificação do adaptador X550 multivelocidade da Intel mostra por que as atualizações dos dispositivos finais não têm de ser decisões binárias entre 1GbE e 10GbE. Um adaptador capaz pode negociar 2,5, 5 ou 10GbE, consoante o equipamento na outra extremidade, o que torna possível uma atualização faseada da rede doméstica.

Atualize primeiro o percurso do cliente quando uma estação de trabalho específica estiver lenta e o NAS já tiver demonstrado que consegue servir tráfego mais rápido. Esse percurso inclui a NIC da estação de trabalho, a porta do switch, o cabeamento e qualquer ligação ascendente intermédia. Substituir o CPU ou o armazenamento do servidor enquanto a estação de trabalho continua a negociar a 1GbE mantém o mesmo limite por cliente.

Use um único endpoint mais rápido como prova controlada antes de expandir a infraestrutura

A sequência de menor risco consiste em criar um percurso mais rápido de ponta a ponta e testá-lo. Atualize a estação de trabalho que movimenta os ficheiros maiores, ligue-a através de uma porta compatível com 2,5/5/10GbE e meça tanto o iperf como as transferências reais do NAS. Isto permite determinar se o NAS 10GbE existente consegue transformar a sua porta em desempenho visível nas aplicações.

O switch 10GBASE-T de cinco velocidades da QNAP ilustra a útil topologia de velocidades mistas: um NAS 10GbE, uma estação de trabalho rápida e vários clientes gigabit podem partilhar a mesma infraestrutura, enquanto cada porta negoceia a velocidade do dispositivo ligado. Não é necessário atualizar todos os endpoints para comprovar o valor da ligação 10GbE do servidor.

Se o endpoint mais rápido transferir agora várias vezes mais depressa, a decisão de começar pelo endpoint fica validada e o resto da rede pode ser atualizado conforme a necessidade. Se o desempenho mudar pouco, pare de comprar adaptadores para endpoints e investigue o NAS. Esta prova controlada impede que uma compra de vários gigabits para toda a casa esconda um estrangulamento do lado do servidor.

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Atualize o lado do NAS quando um cliente mais rápido continuar sem conseguir obter dados mais rapidamente

Um endpoint rápido elimina o limite por cliente, tornando mais fácil localizar qualquer limitação remanescente. Um conjunto de HDD pode não conseguir sustentar uma carga de trabalho aleatória exigente, a encriptação ou a compressão podem consumir CPU, um servidor de baixo consumo pode ter dificuldades com o processamento de serviços de ficheiros e uma aplicação pode serializar as operações de E/S muito antes de a NIC ficar saturada.

As orientação atual de hardware do TrueNAS sobre estrangulamentos do SMB, do CPU e das cargas de trabalho de armazenamento é um lembrete útil de que o hardware de rede é apenas uma etapa. Refere que CPUs subdimensionados podem tornar-se estrangulamentos para a verificação de somas de controlo, compressão, encriptação e processamento de serviços de ficheiros, enquanto a virtualização e as cargas de trabalho paralelas alteram o perfil de CPU preferível.

Atualize o armazenamento, o CPU, a memória ou a configuração do lado do NAS apenas depois de o endpoint mais rápido provar que a ligação tem margem que o servidor não consegue preencher. Isto preserva a ordem de atualização: remova o limite do cliente, observe o limite seguinte e altere o componente do servidor que está efetivamente a atrasar o fluxo de trabalho.

Vários clientes Gigabit já podem utilizar em conjunto o uplink 10GbE do NAS

Um NAS 10GbE não é desperdiçado apenas porque cada cliente tem 1GbE. Quatro clientes podem utilizar simultaneamente a sua própria ligação de acesso gigabit, e o uplink do servidor pode transportar o tráfego agregado sem obrigar os quatro a partilhar uma única ligação NAS de 1GbE. Isto torna a porta 10GbE do lado do servidor valiosa em casas com vários utilizadores antes de qualquer endpoint se tornar multi-gigabit.

A documentação da Microsoft sobre SMB Multichannel também mostra a distinção entre um percurso de ligação e vários percursos disponíveis. O SMB pode utilizar várias interfaces em configurações compatíveis, mas um único percurso normal de cliente 1GbE não herda magicamente a designação 10GbE do servidor. A capacidade agregada e a capacidade por cliente são questões de compra diferentes.

Se a queixa for “toda a gente fica mais lenta quando começam as cópias de segurança”, mantenha o uplink 10GbE do NAS e analise a capacidade agregada do servidor/armazenamento antes de substituir todos os endpoints. Se a queixa for “um editor precisa agora de um projeto de 400 GB”, atualize primeiro o percurso desse editor. O utilizador que sente o atraso determina qual é o limite relevante.

Defina a ordem de atualização a partir do estrangulamento observado

Use uma sequência de decisão simples. Primeiro, verifique se o NAS negoceia a 10GbE e consegue produzir um débito iperf de vários gigabits com um cliente compatível. Em seguida, compare esse resultado de rede com o débito real do serviço de ficheiros. Por fim, determine se o problema pertence a um único cliente, a vários clientes em conjunto ou ao próprio NAS.

Se o primeiro endpoint mais rápido for suficiente para cumprir o objetivo do fluxo de trabalho, pare aí. Se vários clientes gigabit já criarem procura agregada, mantenha a ligação 10GbE do servidor e confirme a capacidade do armazenamento partilhado e da CPU antes de mexer em todos os clientes. A próxima compra deve eliminar um limite medido, não simplesmente fazer coincidir as etiquetas de velocidade das ligações.

Esta decisão do PC2 diz respeito à ordem, não a um vencedor universal. A abordagem de atualizar primeiro o endpoint é a mais comum quando a velocidade do NAS já está comprovada e uma estação de trabalho constitui o estrangulamento para o utilizador. A abordagem de atualizar primeiro o servidor é a correta quando um cliente de teste mais rápido revela um limite do lado do NAS ou quando a procura agregada de vários clientes sobrecarrega os recursos do servidor.

Pare quando a próxima atualização já não alterar o fluxo de trabalho

As atualizações de rede podem tornar-se autossustentáveis. Depois de uma estação de trabalho atingir 2,5GbE ou 10GbE, é tentador substituir todos os switches, cabos, docks e adaptadores. Não prolongue o projeto, a menos que outra carga de trabalho medida ultrapasse uma ligação de menor velocidade com frequência suficiente para fazer diferença.

A comparação da ZimaSpace entre uma ligação direta 10GbE e um switch 10GbE gerido estabelece o limite de topologia adjacente: uma única estação de trabalho com uma carga pesada pode justificar um caminho rápido antes de o resto da casa passar a utilizar uma infraestrutura partilhada de alta velocidade. A ordem de atualização deve seguir a mesma lógica económica.

Assim que o editor pretendido, a janela de cópia de segurança ou a carga de trabalho de vários clientes cumprir o requisito de tempo, pare. Um NAS 10GbE pode servir clientes gigabit de forma eficiente, um único cliente rápido pode utilizar uma maior parte da capacidade do NAS sem atualizar toda a infraestrutura, e o hardware do servidor só deve ser alterado quando os dados apontarem novamente para o servidor.

Perguntas frequentes

Um NAS 10GbE torna um cliente 1GbE mais rápido?

Não para além da própria ligação 1GbE do cliente numa única transferência. O NAS 10GbE pode ainda melhorar o serviço agregado ao lidar simultaneamente com vários clientes gigabit, sem os obrigar a passar todos por uma única ligação ascendente 1GbE do servidor.

Devo atualizar primeiro o switch ou a placa de rede da estação de trabalho?

O caminho mais rápido precisa que ambas as extremidades e a porta do switch intermédio suportem a velocidade pretendida. Se o switch atual for apenas gigabit, a placa de rede multigigabit da estação de trabalho continuará a negociar a 1GbE. Considere o caminho até ao endpoint como um conjunto de placa de rede, switch e cablagem.

A agregação de ligações fará com que um cliente gigabit utilize toda a ligação 10GbE do NAS?

A agregação de ligações comum não transforma uma única interface de cliente 1GbE numa interface 10GbE. Alguns protocolos podem utilizar vários caminhos quando tanto o cliente como o servidor os disponibilizam, mas o endpoint continua a precisar de várias ligações adequadas e de software compatível.