Сеть для NAS: гигабит, 2,5 и 10 — что реально меняется

Люди, впервые собравшие сетевое хранилище, почти всегда проходят через один и тот же разговор. Массив из четырёх дисков, процессор с запасом, всё настроено правильно — а копирование папки идёт со скоростью, которую стыдно называть вслух. Начинается поиск виноватого: диски, файловая система, настройки протокола. Виноват при этом провод.

Разберём, где проходят реальные потолки, что нужно поменять для их подъёма и в каких случаях менять ничего не стоит.

Три потолка

Разница между теорией и практикой — это служебные заголовки, работа файлового протокола и накладные расходы операционной системы. Процентов десять-двадцать уходит всегда, и это нормальный результат, а не признак неисправности.

Главное, что стоит вынести из таблицы: гигабитный порт медленнее одного современного жёсткого диска. Массив из четырёх накопителей насыщает такую линию с огромным запасом, и всё, что вы получаете сверх первого диска, уходит в никуда.

Цепочка целиком

Скорость соединения определяется самым медленным звеном, и звеньев здесь четыре. Порт на хранилище, кабель, коммутатор или роутер, сетевая карта в компьютере. Апгрейд одного звена не даёт ничего.

Это самая частая ошибка при переходе на быструю сеть. Человек покупает хранилище с портом на два с половиной гигабита, подключает его в обычный домашний роутер и получает ровно ту же скорость, что и раньше. Формально всё работает, и никакой ошибки система не показывает — порты просто договорились на общем знаменателе.

1. Посмотрите, на какой скорости договорился порт: эта цифра видна и в интерфейсе хранилища, и в свойствах подключения на компьютере.
2. Если она ниже ожидаемой, проверьте по очереди кабель, коммутатор и карту в компьютере.
3. Замените найденное слабое звено и проверьте скорость снова.
4. И только потом измеряйте фактическую скорость копирования файлов.

Кабель: звено, о котором забывают

Витая пара выпускается разных категорий, и они отличаются не толщиной, а тем, какую частоту сигнала выдерживают без искажений. Внешне отличить их невозможно — маркировка напечатана мелким шрифтом на оболочке.

Категория 5

Гигабит на коротких отрезках. Всё, что выше, не заработает.

Категория 5e

Уверенный гигабит, часто и два с половиной на небольшой длине.

Категория 6

Два с половиной и десять гигабит на дистанциях в пределах комнаты или квартиры.

Категория 6a и выше

Десять гигабит на полную длину сегмента.

Практическое следствие: старая проводка в стенах офиса вполне может ограничивать линию гигабитом независимо от того, что стоит на её концах. Проверить это дешевле, чем менять оборудование — достаточно прочитать маркировку на кабеле и посмотреть, на какой скорости поднялась связь.

Два с половиной гигабита: разумный шаг

Это та ступень, которая даёт наибольший прирост на вложенный рубль. Скорость вырастает примерно в два с половиной раза, а требования к обвязке остаются скромными: работает на обычной витой паре, коммутаторы стоят недорого, карты для компьютеров тоже.

Что получается на практике: копирование перестаёт быть событием, на которое уходят полчаса. Работа с документами и фотографиями прямо с сетевого тома становится комфортной. Резервное копирование компьютера укладывается в ночь с запасом.

Чего не хватит: работы с тяжёлым видео напрямую с тома и одновременной нагрузки от нескольких человек, каждый из которых качает большие файлы. Для этого нужна следующая ступень.

Десять гигабит: когда оправдано

Здесь начинается другой уровень затрат. Коммутаторы с такими портами стоят заметно дороже, карты в компьютеры — тоже, и добавляется вопрос среды передачи.

Вариантов два. Медь — привычная витая пара категории шесть и выше, подключается как обычно, но греется и потребляет больше. Оптика — требует модулей с обеих сторон, зато экономичнее и работает на больших расстояниях. Для квартиры и небольшого офиса медь проще, для серверной с длинными трассами разумнее оптика.

Оправдана такая сеть в трёх случаях: монтаж видео прямо с сетевого тома, совместная работа нескольких человек с тяжёлыми проектами, перенос виртуальных машин между хранилищем и серверами. Во всех остальных сценариях деньги правильнее вложить в диски.

Объединение каналов: чего оно не делает

Два сетевых порта на хранилище наводят на очевидную мысль: соединить их вместе и получить двойную скорость. Мысль верная наполовину, и вторая половина разочаровывает.

Объединение каналов распределяет разные соединения по разным портам. Суммарная пропускная способность действительно удваивается, но скорость одного соединения остаётся прежней. Один человек, копирующий один большой файл, не получит ничего.

Есть и требование к оборудованию: большинство схем объединения нуждаются в поддержке со стороны коммутатора и его настройке. Домашний роутер этого обычно не умеет, и попытка включить объединение приводит к тому, что хранилище пропадает из сети.

Джамбо-кадры и прочие тонкие настройки

В интерфейсе сетевых настроек хранилища есть параметр размера кадра, и советы «включите джамбо-кадры» встречаются в интернете постоянно. Разберём, что это и когда действительно помогает.

Данные передаются по сети порциями фиксированного размера. Стандартная порция невелика, и на каждую приходится служебный заголовок и обработка процессором. Увеличенный размер кадра уменьшает количество порций и, соответственно, накладные расходы.

Условие для работы жёсткое: увеличенный размер должен поддерживаться и быть настроен на всех участниках обмена — и на хранилище, и на коммутаторе, и на компьютере. Если хотя бы одно устройство не в курсе, результат получается хуже исходного: кадры дробятся или отбрасываются, и скорость падает непредсказуемо.

Практический вывод: на гигабитной сети выигрыш измеряется единицами процентов и возиться нет смысла. На десятигигабитной разница заметнее, особенно если процессор хранилища не самый мощный. Но включать стоит только тогда, когда вы контролируете всю цепочку целиком — то есть в отдельном сегменте сети, а не в общей офисной.

Беспроводная сеть и хранилище

Само хранилище подключать по воздуху не стоит никогда, даже если аппарат это умеет. Скорость плавает, задержки растут, а обрыв во время записи создаёт проблемы посерьёзнее неудобства.

А вот клиенты по воздуху — нормальная ситуация. Телефон, планшет, ноутбук на диване. Здесь важно понимать, что потолок задаёт беспроводной канал, а не хранилище: просмотр фильма и открытие документов проходят легко, а заливка терабайтного архива растянется на сутки. Первое наполнение делайте по кабелю.

С чего начать модернизацию

Если сеть решено ускорять, порядок действий экономит и деньги, и нервы. Менять всё сразу необязательно.

Начинать разумно с одного рабочего места — того, с которого чаще всего обращаются к хранилищу. Карта в компьютер и прямой кабель к хранилищу, минуя общий коммутатор, дают полную скорость для одного человека при минимальных затратах. Схема выглядит кустарно, но работает: хранилище с двумя портами остаётся в общей сети первым портом и напрямую соединено с рабочей станцией вторым.

Следующий шаг — коммутатор с быстрыми портами, когда таких рабочих мест становится два или три. И только потом — перевод всей сети, если он вообще понадобится. Практика показывает, что в большинстве небольших команд быстрый доступ нужен двум-трём людям, а остальным хватает гигабита с большим запасом.

Как измерять и что считать нормой

Измерять скорость копированием одного файла — грубый, но честный способ. Важно взять файл достаточно большой, чтобы кэш не исказил картину: несколько гигабайт минимум.

Что означают результаты. Ровный график на уровне потолка порта — упирается сеть, всё правильно. График, начинающийся высоко и проваливающийся через несколько секунд, — закончился кэш, дальше работают диски. Низкая и рваная скорость с самого начала — проблема в цепочке: кабель, порт или настройки.

И отдельно про мелкие файлы: копирование папки с тысячами документов всегда идёт медленнее одного файла того же объёма, и это не неисправность. На каждый файл приходится своя порция служебного обмена, и на тысяче документов эта мелочь съедает больше времени, чем сама передача данных. Здесь помогает не более быстрая сеть, а твердотельный кэш или упаковка мелочи в архив перед переносом. Последний приём выглядит старомодно, но на папке проекта из десятков тысяч мелких файлов даёт выигрыш в разы — и работает одинаково на любой скорости сети, потому что устраняет не нехватку полосы, а саму причину накладных расходов.