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铁威马 F4-422 万兆NAS速度测试没有惊喜 硬盘读写速度是瓶颈

超5Gbps网卡NAS加装NVME固态十分必要

上上礼拜写了一篇关于铁威马 F4-422 的文章,约定要对这台NAS的是实际速度做一个测试,但是这个测试远比想象中折腾。不是测试过程过复杂,我仅使用电脑与NAS直连使用 SMB 的方式进行测速,前前后后我买了5块固态,4块万兆网卡,每一次测试速度都并不理想,开始我以为自己买的万兆网卡或者固态硬盘的问题,但是换了这么多设备以后,自己猜相信现实,现在万兆网络远没有千兆网络成熟。自己在实际测试中铁威马F4-422这台NAS最高的瞬时速度达到了 685MB/s,整个传输过程中平均速度 635MB/s ,这是2.5寸固态硬盘组软 raid0 的速度,如果想得到更好的速度体验NVME协议的固态硬盘必不可少,不管是做缓存还是直接拿M.2的固态来存储,才能使得速度进一步提升。

测试过程

以下的测试过程是一个流水账式的测试过程,在NAS上我分别使用两块台电512G固态租 raid0 ;两块三星 EVO 860 500G固态组的 RAID0 ;三块台电固态组 RAID0 。分别在这种情况下使用TP-Link NT521 万兆网口和杂牌 INTEL X550-AT网卡进行测速。测速全部使用威迅7类网线通过电脑与NAS直连。铁威马F4-422 上使用的万兆网口是 AQN107 ,与TPLINK的网卡(NT521 使用的AQC 107芯片)使用的是同一家公司的万兆芯片,可能兼容性会更好一些。

两块台电512G固态组 RAID0

  • 首先使用TPLINK 网卡进行测速,未开启巨型帧,PC to NAS使用SMB协议传输一个32.9GB的视频文件

    tp网卡向NAS传输30G文件未开启巨帧
    53秒传输完32.9GB文件,平均传输速度是635.65MB/s, 瞬时最高速度689MB/s, 文件传输过程中速率波动较大,从500-650之间波动,大多数时间都维持在600以上。

    NAS to PC 拷贝同样大小的文件

    NAS向电脑-min.gif

    65秒传输完32.9Gb大小文件,平均传输速度是518.3MB/s,文件传输过程中速度没有太大波动,一直保持在550MB/s,在文件传输到15GB左右时有一次明显掉速,随后又恢复到了550MB/s 的速度,可能是因为电脑M.2固态硬盘缓存原因导致。

    TPLINK网卡开启巨型帧(16348字节)以后传输,文件高速传输一段时间以后,传输速度开始降至0。

    巨型帧toNAS.gif

    TPLINK网卡开启巨型帧(9014字节)以后PC直接无法使用MSB协议访问NAS,由此可以肯定铁威马的10Gb网口没有开启巨型帧选项。

    • PC更换成 INTEL X550 网卡重复上面的测试
      PC to NAS之间传输文件测速

    intel-nas.gif

    62秒传输完32.9GB文件,平均传输速度552.28MB/S,瞬时最高速度593MB/S,文件传输过程中速度一直保持在550MB/s 上下波动

    NAS to PC传输文件

intel网nas-pc.gif
97秒传输完32.9GB文件,平均传输速度347.3MB/S.

intel开启巨型帧.gif

INTEL网卡开启巨型帧选项(9104字节)以后,速度不增返降,进一步证实,铁威马的10Gb网卡没有开启巨型帧功能,如果客户端电脑开启巨型帧选项以后会引发兼容性问题。
测速数据汇总:

品牌 PC to NAS NAS to PC
TPLINK 635.65MB/s 518.3MB/s
INTEL 552.28MB/S 347.3MB/S

数据仅供参考,这里的数据会因测试环境不同而不同,而且这里的intel网口我买的是一张山寨网卡。

三星860EVO硬盘组RAID0测速

使用台电固态硬盘没有能跑满10Gb网络,我怀疑可能是台电固态问题,我立刻又购买了两块三星 EVO 860固态。

  • PC使用 TPLINK 网卡,在上面的测试过程中我发现 INTEL 山寨网口速度不行,所以后面与NAS测速我就没有在使用INTEL 的网卡了,关于 INTEL 的这块网卡我会在第三部分再来详细的拿它与TPLINK 的网口进行对比
    PC to NAS 测试

    PC to NAS三星硬盘上传.gif

    55秒传输完32.9GB文件,平均速度612.5MB/s,虽然速度没有台电快,但是三星固态硬盘速度波动没有台电大,速度曲线一直都比较平稳。

    NAS to PC测试

    三星硬盘下载.gif

    62秒传输完32.9GB文件,平均速度543.38MB/s,下载速度明显比台电硬盘高出一大截,三星固态速度就是稳!

三块台电固态组 RAID0

在上一组测试中三星固态速度十分稳,但是尽然没有台电快,那我就再加一块台电固态,三个盘组 RAID0 来跑一下速度呗,这组测试依然是仅使用了 TPLINK 的网卡 。

三盘上传.gif

上传速度
55秒上传完成32.9GB,平均速度612.53MB/s,相较于两块台电组raid0,速度是速度无提升反而有下降。

三盘下载.gif

下载速度
66秒下载完成32.9GB,平均传输速度510MB/s,相相较于两块台电组RAID,速度没有提升反而还有小幅下降,不过这都在误差范围之内,我们姑且认为速度一样吧。

针对三种硬盘模式数据汇总
三种硬盘模式传输速度汇总

铁威马 F4-422 实际网速基本上能跑到5Gb/s 以上,速度与10Gb/s 还有很大距离,可能是因为SATA硬盘速度、软RAID性能损失、网卡兼容性发热性能衰减等原因造成的。看来10Gb NAS 不单单是安装一块万兆网口那样简单,NVME M.2 高速缓存必不可少。一台好的NAS首先要做到配置均衡,不能在某一方面存在明显短板。

关于铁威马F4-422的测速下一次我们将接入万兆交换机和网件夜莺RAX120进行测试,这一周折腾的已经很累了,购买了四块万兆网口,5块全新的固态硬盘,一遍又一遍的折腾。下面我们再来说一下万兆网口的兼容性,

AQC107 和 X550-AT 速度对比

总共购买了三个型号四个网卡,其中两个使用 AQC 107的芯片,TP-Link NT521网卡和COMFAST CF-P100,均支持16K巨型帧;另外两个网卡使用的是INTEL X550AT 的芯片,山寨品牌。使用配置如下两台电脑进行测试。

测试电脑配置

使用电脑A和电脑B 威迅7类网线直连,使用iperf3进行测速。电脑B配置较低,而且使用的是普通SATA固态硬盘,所以在电脑A向电脑B上传测速时(测速时不带-R的参数)电脑B会成为制约网速的主要因素,所以在一下测试过程中,所有上传速度都是跑布满的;电脑A向电脑B下载测速时(测速时带-R的参数),因为电脑A使用M.2固态,所以速度可以达到10Gb水平。

电脑A(AQC 107)– 电脑B(AQC 107)

单线程上传测速

107-107单线程.jpg

平均速度可以达到6.32Gb/s

多线程(10线程)上传测速

107-107十线程上传

平均速度4.51Gb/s,还没单线程快,导致这样的结果可能是硬盘iops跟不上,并发性能不行。

单线程下载测速

107-107单线程下载

单线程下载速度4.41Gb/s 。

多线程(10线程)下载测速

107-107十线程下载_1_.jpg

多线程模式下网口测速达到了10Gb/s 水平,速度有9.37Gb/s 。

单线程上传测速(开启9014字节巨型帧)

107-107巨型帧上传单线程_1_.jpg

多线程(10线程)上传测速(开启9014字节巨型帧)

107-107巨型帧十线程上传_1_.jpg

单线程下载测速(开启9014字节巨型帧)

107-107巨型帧单线程下载_1_.jpg

多线程(10线程)下载测速(开启9014字节巨型帧)

107-107巨型帧十线程下载_1_.jpg

单线程上传测速(开启16K巨型帧)

16K巨型帧上传单线程_1_.jpg

多线程(10线程)上传测速(开启16K字节巨型帧)

16K巨型帧上传十线程_1_.jpg

单线程下载测速(开启16K字节巨型帧)

16K巨型帧下载单线程_1_.jpg

多线程(10线程)下载测速(开启16K字节巨型帧)

16K巨型帧下载十线程_1_.jpg

测试过程就是这样的一个过程,下面我把几种网卡测速结果直接汇总成一个表格(单位:Gb/s)。

网卡数据对比

数据仅供参考,因为测试环境不同,数据单独拿出来没有任何参考意义,就我手上的这两型号网卡而言,很显然AQC107貌似性能更强一些,网卡和网卡是否存在兼容性问题咱们先撇开不说,首先现在硬盘的读写速度肯定是当前网速的最大瓶颈。10Gb网络短时间内还很难在家用网络或者小型办公环境中普及,所以现阶段我们见到的交换机也大多数是万兆上联交换机,路由器也很少见会配有10Gb网口。

今天是一个流水账式的测速记录,把我最近一周折腾结果记录一下,虽然简单,过程十分折腾人,网卡硬盘前前后后就买过很多回。对于10Gb NAS 和10Gb网络的测试我们还会不断持续,下周我会把NAS接到10Gb交换机上和网件5Gb路由器上继续测试。

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