《恒正同創(chuàng)》技術(shù)測試intel萬兆網(wǎng)卡的全過程
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brocade 發(fā)布時間：2012-08-08 16:16:45
目前萬兆以太網(wǎng)正在逐漸進(jìn)入各個應(yīng)用領(lǐng)域。萬兆以太網(wǎng)的實際性能是人們感興趣的一個話題。在理想情況下，通過萬兆以太網(wǎng)是否能達(dá)到10000Mbps的傳輸速度？許多人對此心存疑慮，而這方面的評測文章目前網(wǎng)上也比較少見。最近我公司技術(shù)人員用兩塊萬兆網(wǎng)卡，對此問題進(jìn)行一番實際測試。
測試采用雙機(jī)直連的方法，沒有經(jīng)過交換機(jī)。使用的網(wǎng)卡是兩塊intel的x520 萬兆網(wǎng)卡，每塊網(wǎng)卡擁有2個萬兆端口，不過以下的測試只用到了其中的一個端口。
測試環(huán)境為Linux操作系統(tǒng)，內(nèi)核版本是3.1.1。測試軟件方面，為了達(dá)到最高的傳輸速率，采用的是直接socket編程的方法，在兩臺機(jī)器間通過tcp/ip協(xié)議發(fā)送/接收數(shù)據(jù)。實時流量則通過讀取Linux系統(tǒng)的/proc/net/dev設(shè)備文件得到。這樣得到的流量包含了tcp/ip包的頭部數(shù)據(jù)，比程序中看到的要更準(zhǔn)確一些。
測試前先用ethtool工具察看網(wǎng)卡的工作狀態(tài)，確認(rèn)都已處于10000Mb/s的狀態(tài)：
root@pc2:~# ./ethtool eth2
Settings for eth2:
Supported ports: [ TP ]
Supported link modes: 1000baseT/Full
10000baseT/Full
Supported pause frame use: No
Supports auto-negotiation: Yes
Advertised link modes: 1000baseT/Full
10000baseT/Full
Advertised pause frame use: No
Advertised auto-negotiation: Yes
Speed: 10000Mb/s
Duplex: Full
Port: Twisted Pair
PHYAD: 0
Transceiver: external
Auto-negotiation: on
MDI-X: Unknown
Supports Wake-on: d
Wake-on: d
Current message level: 0x00000007 (7)
drv probe link
Link detected: yes
網(wǎng)卡參數(shù)方面，基本上均為系統(tǒng)默認(rèn)值。所作的唯一優(yōu)化是把網(wǎng)卡的mtu參數(shù)調(diào)大了一些，本測試中mtu的值設(shè)置為6000。
下面是一些具體的測試結(jié)果(這里1MB表示1000000字節(jié))：
1. 單向單線程傳輸測試(從pc1向pc2單線程發(fā)送數(shù)據(jù))
測試結(jié)果：pc1出流量的實測速度約為1036MB/s(漲落<2MB/s)。
這個傳輸速度相當(dāng)于約8288Mbps，離萬兆網(wǎng)絡(luò)的理論帶寬還有一些差距。
2. 單向雙線程傳輸測試(從pc1向pc2同時用2個線程發(fā)送數(shù)據(jù))
測試結(jié)果：pc1出流量的實測速度約為1245MB/s(漲落<1MB/s)。
這個傳輸速度(9960Mbps)很不錯了，已經(jīng)達(dá)到了萬兆理論帶寬的99%以上。
[11.12.05補(bǔ)充：經(jīng)過一些優(yōu)化后，最終實測穩(wěn)定的極限速度為1248MB/s(9984Mbps)]
3. 單向多線程傳輸測試(從pc1向pc2同時用多個線程發(fā)送數(shù)據(jù))
測試結(jié)果：傳輸速率基本沒有什么提升，但漲落幅度變小，從1MB/s降低到0.1MB/s的量級。
4. 雙向單線程傳輸測試(從pc1向pc2單線程發(fā)送數(shù)據(jù)，同時pc2向pc1單線程發(fā)送數(shù)據(jù))
測試結(jié)果：pc1上出流量和入流量之和實測速度約為1700MB/s，漲落比較大，有100MB/s的量級。
5. 雙向雙線程傳輸測試(從pc1向pc2雙線程發(fā)送數(shù)據(jù)，同時pc2向pc1雙線程發(fā)送數(shù)據(jù))
測試結(jié)果：pc1上出流量和入流量之和實測速度約為2330MB/s，漲落變小，只有10MB/s左右。
6. 雙向多線程傳輸測試(從pc1向pc2多線程發(fā)送數(shù)據(jù)，同時pc2向pc1多線程發(fā)送數(shù)據(jù))
測試結(jié)果：與前面單向多線程時不同，繼續(xù)增加線程數(shù)傳輸速度會進(jìn)一步緩慢提升。在雙向10線程時傳輸速度之和達(dá)到2476MB/s(19808Mbps)，同樣超過了理論帶寬的99%，而漲落則下降到1MB/s左右。
從這些測試結(jié)果可以看到，不論是單向傳輸還是雙向傳輸，萬兆以太網(wǎng)的實際帶寬都可以很容易地達(dá)到理論峰值99%以上。這個結(jié)果有點出乎事先的預(yù)料。測試結(jié)果證實了萬兆以太網(wǎng)的理論帶寬并非虛標(biāo)，在實際程序應(yīng)用中經(jīng)過一些優(yōu)化是完全可以達(dá)到的。
英特爾Intel 最新的82599ES萬兆以太網(wǎng)控制器采用的是：Intel® 82599ES芯片
英特爾® 以太網(wǎng)X520 DA2是雙端口10千兆位服務(wù)器適配器，能夠在虛擬和統(tǒng)一存儲環(huán)境中提供終極靈活性和可擴(kuò)展性。
SFP+ 萬兆的3種連接方式：1，SFP+多模 2，SFP+單模 3，SFP+銅線直連。
英特爾連接虛擬化技術(shù)(Intel Virtualization Technology for Connectivity)是一套可以優(yōu)化I/O性能的技術(shù)。
原生操作系統(tǒng)iSCSI加速功能能夠提高性能，是最實惠的服務(wù)器和iSCSI SAN連接方式。
英特爾以太網(wǎng)X520服務(wù)器適配器產(chǎn)品系列能夠設(shè)置LAN和SAN流量的路由，使其通過單一結(jié)構(gòu)（具備FCoE能力），從而降低數(shù)據(jù)中心總擁有成本(TCO)。
Intel萬兆網(wǎng)卡產(chǎn)品信息：
• Intel® Ethernet Server Adapter X520-DA2 E10G42BTDA
• Intel® Ethernet Server Adapter X520-SR1 E10G41BFSR
• Intel® Ethernet Server Adapter X520-SR2 E10G42BFSR
• Intel® Ethernet Server Adapter X520- LR1 E10G41BFLR
• Intel® Ethernet Server Adapter X520-T2
• Intel® Ethernet SFP+ SR Optics E10GSFPSR
• Intel® Ethernet SFP+ LR Optics E10GSFPLR
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