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Netzwerkkarten-Vergleich: 10G/25G/40G

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Vincent

Veröffentlicht 31. Dezember 2019
2020-12-05 15:20:22
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Festverdrahtete Computernetzwerke bilden nach wie vor einen wichtigen Eckpfeiler im Netzwerkbereich und stellen eine zuverlässige Wahl dar. Die Netzwerkkarte gilt als eines der wichtigsten Peripheriegeräte in verkabelten Netzwerken. Auf dem Markt sind eine Reihe von NICs (Netzwerk-Schnittstellenkarten) erhältlich - einige sind physisch ähnlich in ihrem Aussehen, unterscheiden sich jedoch stark hinsichtlich ihrer Eigenschaften und Preise. Ihre Ähnlichkeiten und Unterschiede werden werden wir im Rahmen eines ausführlichen Vergleichs ermittelt. Dieser Beitrag enthält einen detaillierten Vergleich und eine Analyse verschiedener Netzwerkkarten ähnlichen Typs von FS, Intel und Mellanox mit bestimmten Raten (10G, 25G und 40G).

Prämisse: Aspekte, die Sie berücksichtigen müssen

In diesem Artikel werden einige Netzwerkkarten der drei Marken verglichen und in zwei Hauptaspekten analysiert: Leistung (Port-Konfiguration, Datenrate pro Port, Geschwindigkeit und Slot-Breite, Controller usw.) & Funktionalität (On-Chip-QoS und Verkehrsmanagement, iSCSI, NFS, FCoE, RoCE, Betriebssystem usw.). Diese werden in einer jeweiligen Tabelle dargestellt.

Die Faktoren der Funktionalität der NICs sind:


  • On-Chip-QoS- und Traffic Management: Wird verwendet, um zu entscheiden, wie bestimmte Anwendungs-I/Os innerhalb des Netzwerkadapters gehandhabt werden, indem die latenzempfindliche Anwendung identifiziert wird und es ihr ermöglicht, den nicht latenzempfindlichen Anwendungsverkehr zu umgehen, wodurch Benutzer die End-to-End-QoS für verschiedene Host-Anwendungen unter Verwendung einer gemeinsam genutzten Ethernet-Netzwerkressource kontrollieren können.


  • iSCSI: Abgeleitet von Internet Small Computer Systems Interface, einem auf dem Internet-Protokoll (IP) basierenden Speichernetzwerkstandard zur Verbindung von Datenspeichereinrichtungen, der zur Erleichterung von Datenübertragungen über Intranets und zur Verwaltung von Speicher über große Entfernungen verwendet wird.


  • NFS: Steht für Network File System, ein verteiltes Dateisystemprotokoll, das einem Benutzer auf einem Client-Computer den Zugriff auf Dateien über ein Computernetzwerk ermöglicht, ähnlich wie auf lokalen Speicher zugegriffen wird.


  • FCoE: Kapselung von Fibre-Channel-Frames über Standard-Ethernet-Netzwerke, so dass Fibre Channel die Vorteile von 10/25/40GbE-Netzwerken nutzen und gleichzeitig sein natives Protokoll beibehalten kann.


  • Intelligent Offloads: I/O-Engpässe werden durch intelligente Offloads wie VMDq (Virtual Machine Device Queues) und flexible Portpartitionierung reduziert, wobei SR-IOV (Single Root I/O Virtualization) für den Netzwerkverkehr pro virtueller Maschine (VM) verwendet wird, was eine nahezu native Performance und VM-Skalierbarkeit ermöglicht.


  • VMDq: Erstellung von Warteschlangen für die softwarebasierte NIC-Freigabe, eine Technologie auf Siliziumebene, die einen Teil der Netzwerk-I/O-Verwaltungslast vom Virtual Machine Monitor (VMM) abhebt.


  • SR-IOV: Ermöglicht einem Netzwerkadapter, den Zugriff auf seine Ressourcen auf verschiedene Netzwerkkarten-Hardwarefunktionen zu trennen und ermöglicht es dem Netzwerkverkehr, die Software-Switch-Schicht des Hyper-V-Virtualisierungsstapels zu umgehen.


  • iWARP: Es handelt sich um ein Computer-Netzwerkprotokoll, das RDMA für die effiziente Datenübertragung über Internet-Protokoll-Netzwerke implementiert. RDMA (Remote Direct Memory Access) ist ein direkter Speicherzugriff vom Speicher eines Computers auf den eines anderen, ohne dass das Betriebssystem des Benutzers involviert ist.


  • RoCE: ein Netzwerkprotokoll, das RDMA über ein Ethernet-Netzwerk ermöglicht, indem es ein IB (InfiniBand)-Transportpaket über Ethernet kapselt.


Netzwerkkarten-Vergleich: 10GbE NICs

FTXL710BM1-F4 und X722-DA4 sind beides Quad-Port 10GbE SFP+ Netzwerkadapter. Die genaueren Spezifikationen sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst:

ELX540BT2-T2 X540-T2
Port-Konfiguration Dual 10GBase-T Ports Dual 10GBase-T Ports
Datenrate pro Port 10GbE 10GbE
Geschwindigkeit und Slot-Breite 5,0 GT/s, x8 Kanäle 5,0 GT/s, x8 Kanäle
Controller Intel X540-BT2 Intel X540-BT2
Schnittstelle PCIe 2.1 PCIe 2.1
Bracket Height Low Profile & Full Low Profile & Full
Funktionalität
(Unterstützt)
On-chip QoS und Traffic Management, Flexible Port Partitioning, VMDq, SR-IOV, Intelligent Offloads, iSCSI, NFS, FCoE On-chip QoS und Traffic Management, Flexible Port Partitioning, VMDq, SR-IOV, Intelligent Offloads, iSCSI, NFS, FCoE
Funktionalität
(Nicht unterstützt)
iWARP/RDMA iWARP/RDMA
Betriebssystem Windows, Linux, FreeBSD, CentOS, UEFI, VMware ESX Windows, Linux, FreeBSD, EFI, VMware ESX, ESXi

FTXL710BM1-F4 und X722-DA4 sind beides Quad-Port 10GbE SFP+ Netzwerkadapter. Die genaueren Spezifikationen sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst:

FTXL710BM1-F4 X722-DA4
Port-Konfiguration Quad SFP+ Ports Quad SFP+ Ports
Datenrate pro Port 10GbE 10GbE
Geschwindigkeit und Slot-Breite 8,0 GT/s, x8 Kanäle 8,0 GT/s, x8 Kanäle
Controller Intel XL710-BM1 Intel C628
Schnittstelle PCIe 3.0 PCIe 3.0
Bracket Height Low Profile & Full Low Profile & Full
Funktionalität
(Unterstützt)
On-chip QoS und Traffic Management, Flexible Port Partitioning, VMDq, SR-IOV, Intelligent Offloads, iSCSI, NFS, FCoE On-chip QoS und Traffic Management, Flexible Port Partitioning, VMDq, SR-IOV, Intelligent Offloads, iSCSI, NFS, FCoE
Funktionalität
(Nicht unterstützt)
FCoE, iWARP, RoCE FCoE, iWARP, RoCE
Betriebssystem Windows, Linux, FreeBSD, CentOS, UEFI, VMware ESXi Windows, Linux, FreeBSD

Bei JL82599EN-F1, X520-SR1 und MCX4111A-XCAT handelt es sich um 10-GbE-SFP+-Netzwerkadapter mit einem einzigen Port. Die genaueren Spezifikationen sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst:

JL82599EN-F1 X520-SR1 MCX4111A-XCAT
Port-Konfiguration Single SFP+ Port Single SFP+ Port Single SFP+ Port
Datenrate pro Port 10GbE 10GbE 10GbE
Geschwindigkeit und Slot-Breite 5,0 GT/s, x8 Kanäle 5,0 GT/s, x8 Kanäle 8,0 GT/s, x8 Kanäle
Controller Intel 82599EN Intel 82599 ConnectX-4 Lx
Schnittstelle PCIe 2.0 PCIe 2.0 PCIe 3.0
Bracket Height Low Profile & Full Low Profile & Full Low Profile & Full
Funktionalität
(Unterstützt)
On-chip QoS und Traffic Management, Flexible Port Partitioning, VMDq, SR-IOV, Intelligent Offloads, iSCSI, NFS On-chip QoS und Traffic Management, Flexible Port Partitioning, VMDq, SR-IOV, Intelligent Offloads, iSCSI, NFS SR-IOV, Intelligent Offloads, iSCSI, NFS, RoCE
Funktionalität
(Nicht unterstützt)
iWARP, RoCE iWARP, RoCE On-chip QoS and Traffic Management, Flexible Port Partitioning, VMDq, FCoE, iWARP
Betriebssystem Windows, Linux, FreeBSD, CentOS, UEFI, VMware ESX Windows, Linux, FreeBSD, EFI, UEFI Windows, FreeBSD, RHEL/CentOS, Vmware, WinOF-2

X710BM2-F2, X722-DA2 und MCX4121A-XC sind allesamt 10-GbE-SFP+-Netzwerkadapter mit zwei Anschlüssen. Die genaueren Spezifikationen sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst:

X710BM2-F2 X722-DA2 MCX4121A-XC
Port-Konfiguration Dual SFP+ Ports Dual SFP+ Ports Dual SFP+ Ports
Datenrate pro Port 10GbE 10GbE 10GbE
Geschwindigkeit und Slot-Breite 8,0 GT/s, x8 Kanäle 8,0 GT/s, x8 Kanäle 8,0 GT/s, x8 Kanäle
Controller Intel X710-BM2 Intel C628 ConnectX-4 Lx
Schnittstelle PCIe 3.0 PCIe 3.0 PCIe 3.0
Bracket Height Low Profile & Full Low Profile & Full Low Profile & Full
Funktionalität
(Unterstützt)
On-chip QoS und Traffic Management, Flexible Port Partitioning, VMDq, SR-IOV, Intelligent Offloads, iSCSI, NFS, FCoE On-chip QoS und Traffic Management, Flexible Port Partitioning, VMDq, SR-IOV, Intelligent Offloads, iSCSI, NFS, FCoE SR-IOV, Intelligent Offloads, iSCSI, NFS, RoCE
Funktionalität
(Nicht unterstützt)
FCoE, iWARP, RoCE FCoE, iWARP, RoCE On-chip QoS und Traffic Management, Flexible Port Partitioning, VMDq, FCoE, iWARP
Betriebssystem Windows, Linux, FreeBSD, CentOS, UEFI, VMware ESX Windows, Linux, FreeBSD Windows, FreeBSD, RHEL/CentOS, Vmware, WinOF-2

Netzwerkkarten-Vergleich: 25GbE NICs

XXV710AM2-F2, XXV710-DA2 und MCX4121A-ACAT sind Dual-Port 25GbE SFP28 Netzwerkkarten. Die genaueren Spezifikationen sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst:

XXV710AM2-F2 XXV710-DA2 MCX4121A-ACAT
Port-Konfiguration Dual SFP28 Ports Dual SFP28 Ports Dual SFP28 Ports
Datenrate pro Port 25GbE 25GbE 25GbE
Geschwindigkeit und Slot-Breite 8,0 GT/s, x8 Kanäle 8,0 GT/s, x8 Kanäle 8,0 GT/s, x8 Kanäle
Controller Intel XXV710 Intel XL710-BM2 ConnectX-4 Lx
Schnittstelle PCIe 3.0 PCIe 3.0 PCIe 3.0
Bracket Height Low Profile & Full Low Profile & Full Low Profile & Full
Funktionalität
(Unterstützt)
On-chip QoS und Traffic Management, Flexible Port Partitioning, VMDq, SR-IOV, Intelligent Offloads, iSCSI, NFS On-chip QoS und Traffic Management, Flexible Port Partitioning, VMDq, SR-IOV, Intelligent Offloads, iSCSI, NFS SR-IOV, Intelligent Offloads, iSCSI, NFS, RoCE
Funktionalität
(Nicht unterstützt)
FCoE, iWARP, RoCE FCoE, iWARP, RoCE On-chip QoS und Traffic Management, Flexible Port Partitioning, VMDq, FCoE, iWARP
OS Windows, Linux, FreeBSD, CentOS, VMvare, ESX/ESXi Windows, Linux, FreeBSD Windows, FreeBSD, RHEL/CentOS, Vmware, WinOF-2

Netzwerkkarten-Vergleich: 40GbE NICs

FTXL710BM2-QF2, XL710-QDA2 und MCX4131A-BCAT. Bei den ersten beiden handelt es sich um Dual-Port-40GbE-QSFP+-Netzwerkkarten, während es sich bei der letzteren um Single-Port-40GbE-QSFP+-Karten handelt. Die genaueren Spezifikationen sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst:

FTXL710BM2-QF2 XL710-QDA2 MCX4131A-BCAT
Port-Konfiguration Dual QSFP+ Ports Dual QSFP+ Ports Single QSFP+ Ports
Datenrate pro Port 40GbE 40GbE 40GbE
Geschwindigkeit und Slot-Breite 8,0 GT/s, x8 Kanäle 8,0 GT/s, x8 Kanäle 8,0 GT/s, x8 Kanäle
Controller Intel XL710-BM2 Intel XL710-BM2 ConnectX-4 Lx
Schnittstelle PCIe 3.0 PCIe 3.0 PCIe 3.0
Bracket Height Low Profile & Full Low Profile & Full Low Profile & Full
Funktionalität
(Unterstützt)
On-chip QoS und Traffic Management, Flexible Port Partitioning, VMDq, SR-IOV, Intelligent Offloads, iSCSI, NFS On-chip QoS und Traffic Management, Flexible Port Partitioning, VMDq, SR-IOV, Intelligent Offloads, iSCSI, NFS SR-IOV, Intelligent Offloads, iSCSI, NFS, RoCE
Funktionalität
(Nicht unterstützt)
FCoE, iWARP, RoCE FCoE, iWARP, RoCE On-chip QoS und Traffic Management, Flexible Port Partitioning, VMDq, FCoE, iWARP
Betriebssystem Windows, Linux, FreeBSD, CentOS, UEFI, VMware, ESXi Windows, Linux, FreeBSD Windows , FreeBSD, RHEL/CentOS, Vmware, WinOF-2

Fazit

Nach einem Vergleich mit den beiden Hauptmarken kommt man zu dem Schluss, dass die von FS selbst entwickelten Netzwerkadapter im Grunde genommen die gleiche Leistung wie die der größeren Hersteller aufweisen oder sogar eine bessere Leistung bei der Unterstützung von mehr Betriebssystemen erbringen. Die Netzwerkadapter von FS verfügen alle über PCIe-Schnittstellen mit flexiblem, platzsparendem Design und bieten zuverlässige Leistung für Server. Noch wichtiger ist, dass sie eine weitreichende Kompatibilität gewährleisten. Alle Netzwerkkarten werden ausgiebig getestet, um alle FS-Server und mehrere Mainstream-Marken wie Dell, HP, IBM, Intel, Supermicro-Server usw. zu unterstützen. Darüber hinaus bietet FS auch eine Vielzahl von eigenen Modulen an, die mit unseren Netzwerkadaptern kompatibel sind. Weitere Einzelheiten finden Sie im Leitfaden für Netzwerk-Adapter-Transceiver-Module.