NAS的巨型帧(Jumbo_Frame)设置对其传输速度的影响的评测与分析.doc

NAS的巨型帧(Jumbo Frame)设置对其传输速度的影响的评测与分析近日入手一个Buffalo LS-XL单盘位NAS, 对其速度作了一番测试, 发现如果以太网帧大小(Ethernet Frame size, 有的场合又称巨型帧, Jumbo Frame)设置得不好, 会对其速度造成巨大的影响, 可能会导致速度变得非常慢. 在本文中, 所讨论的传输速度仅指局域网的拷贝速度, 并且特指Windows共享方式的拷贝(CIFS或SMB/Samba), 而非BT下载等功能的速度. 单位全部用Byte/s(Bps, 字节每秒), 而不是bit/s(bps, 比特每秒).我的测试环境是Dell 990台式机,内置硬盘有两块,都是7200转硬盘, 经测试,内部盘到内部盘的拷贝速度能达到100MBytes每秒；其网卡有两种， 一种是Inter EXPI9404PTL服务器级四口千兆网卡， 另外一种是板载的Intel 82578千兆网卡。Intel服务器网卡在设置巨型帧时，只有3个选项：禁用（默认以太网帧应该是1526字节吧），4088字节和9014字节。NAS是巴法洛(也有译作巴比禄的)Buffalo LS-XL/E-CH单槽位硬盘盒, 装载的是西数WD30EZRS 3TB WD WD30E绿盘. 这个NAS在设置巨型帧时，有4个选项：1518字节，4102字节，7422字节，9694字节, 但不知这里指的是以太网帧还是IP帧的大小, 这二者之间往往差4052个字节。我猜测其中1518，4102，9694应该与Intel网卡中的选项1500，4088，9014指的是一回事的，只不过不同厂家的计算方法或表达方式不同罢了, 例如它们指的分别是IP数据包的尺寸和以太网数据帧的尺寸。网络交换机(交换式集线器)有两种, 一个是Dlink DGS-1224T千兆可管理型网络交换机, 一个是最早期的Dlink 1008千兆非网管型网络交换机, 一个是Dlink DGS-1224T千兆可管理型网络交换机, 有打开或关闭巨型帧（Jumbo Frame）的选项.复制的文件都是720P的电影文件, 因此基本上是一个4GB的视频文件配13个几十KB的字幕文件的组合. 复制的方向是从计算机内置硬盘读数据, 向NAS写数据, 也就是测试NAS的写入性能. 复制的工具是FastCopy, 每次测试基本上只持续5分钟, 谈不上全盘全程测试. 不过后来我将这个NAS拷满3TB数据的时候观察到, 即便是NAS容量接近饱满的时候, 其速度也是与最初始时基本相同的, 毕竟再慢的硬盘, 其速度也比Buffalo LS-XL NAS的CPU吞吐量快很多. 至于说NAS的读取性能, 粗测了一下, 基本比写入性能高50%左右, 也就是说最好情况下每秒四十几兆字节的样子. 下面是测试的结果，按照管理型交换机开启Jumbo Frame支持，关闭Jumbo Frame支持，非网管交换机三种情况来测试各种组合， 有些组合没有测试，因为方向性的结果是明显的，下列表格中灰色部分是测试结果：另外我又用群辉Synology DS112, DS213j和Akitio Cloud Hybrid (云金刚) 做了类似的测试，没有那么细致，得到的结果差不多，所有NAS的帧比计算机的帧大时，性能都会下降，只不过没有象Buffalo LS-XL那么离谱。结论：1， Buffalo LS-XL NAS在NAS和计算机的网络配置都是默认设置的情况下，写入速度为26MBps，我们称之为标准写入速度；2， Buffalo LS-XL的最快写入速度是31MBps，这是在计算机Jumbo Frame = 9014字节，NAS帧7422字节，交换机支持巨型帧的情况下得到的，比起标准速度有20%的增幅；3，NAS的帧一定要小于或等于计算机的帧，否则会造成性能的严重下降(至少Intel网卡是如此的)， 在Buffalo LS-XL上, 最坏情况下, 能导致速度低于600K字节每秒，比标准速度降低了98%, 可以说极慢；4，在群晖NAS（DS112和DS213j）上, Jumbo Frame不匹配的最坏情况下, 也能导致传输速度降低70%以上. 群晖NAS的传输速度详情，请在网络上搜索“DS213j”加“最快”加“优化”，找到本人的另外一篇测试报告进行参考；5，非网管交换机也并非就不支持Jumbo Frame，至少我的Dlink 1008傻瓜交换机就可以支持4K的Jumbo Frame，而且确实得到了速度提升；但是100Mbps的网络交换机一般都不支持Jumbo Frame。6，同样是Intel的千兆网卡，服务器级的网卡反而比板载的客户机级网卡要慢5%左右，不过稳定性确实好。我用客户机级网卡连续14个小时拷贝了1.4TB的数据后，居然是网卡死掉了，而NAS却无事；7，低级的非网管型交换机不见得比高级的网管型交换机慢，在我的测试中甚至还稍快一些；8，Intel网卡的Jumbo Frame选项，是在网卡的硬件设置，高级选项中找到的。如果你装的驱动程序版本不准确，就不会有这个选项，或者Jumbo Frame的可选值更少；9，在另外一台DELL计算机中，板载的是Boradcom的千兆网卡，也许是我装的驱动不适当，在网卡硬件设置中没有找到Jumbo Frame的选项。不过在实际使用中感觉它是开启了Jumbo Frame支持的， 因为即便我将NAS的Jumbo Frame设定为9K，它们之间的传输速度也比较快；10，Jumbo Frame和MTU貌似是一回事，实则不然. 本人在另外一个测试中, 对两者在网络连通性的影响做了一些比较, 有兴趣者可以在网上搜索关键字“Jumbo Frame”加“MTU”加“连通性”，找到那次测试的总结文章，进行参考。总之， 出于兼容性考虑，最好还是将NAS的Jumbo Frame（巨型帧）关闭，因为你无法控制网络中所有的设备。即