Проблема пропускной способности сети Windows

Question

У нас есть компьютер (работает под управлением Windows 10) с пятью портами Ethernet (каждый по 1 Гб), два из которых являются встроенными, остальные три находятся на двух картах PCIe. Четыре порта Ethernet имеют в общей сложности шесть камер, подключенных к ним (с двумя коммутаторами, поэтому ни один порт не может обрабатывать более двух камер одновременно). Изначально система была разработана для работы на нескольких компьютерах, потому что камеры посылают несжатые изображения, поэтому существует служба (изначально на каждом компьютере), которая захватывает кадры и передает их программе записи / отображения (теперь в сжатом формате). ).

Когда система работает, четыре порта Ethernet находятся ниже своего теоретического предела:

С другой стороны, когда я смотрю на службу, обрабатывающую входящий трафик, я вижу 99% использования (это было 100%, но я установил все карты на гигабитный полный дуплекс, затем оно упало до 99%), в то время как фактическое использование в значительной степени Сумма четырех входящих трафика (заголовки в порядке: процессор, память, сеть, диск, графический процессор):

Как видите, использование памяти и ЦП очень низкое, а скорость 800 Мбит / с должна быть ПУТЬ ниже пропускной способности сети, но при этом она показывает 100% и функции программы захвата, как если бы у нее были серьезные проблемы с пропускной способностью. Уменьшение до четырех камер (и всего около 600 Мбит / с) восстанавливает поведение.

Самое странное, что в течение нескольких испытаний шесть камер в целом работали идеально, поэтому я чувствую, что Windows 10 почему-то думает, что у нас пропускная способность только 1000 Мбит / с, и пытается ограничить использование, которое каким-то образом появилось позже ,

Что мне не хватает?

Аппаратное обеспечение (редактировать)

Материнская плата: GA-X99-Designare EX

Устройства, перечисленные в диспетчере устройств:

• Ethernet-соединение Intel (2) I218-V
• Гигабитное сетевое подключение Intel I211
• Двухпортовый серверный адаптер Intel PRO/1000 PT
• Двухпортовый серверный адаптер Intel PRO/1000 PT № 2
• Контроллер семейства Realtek PCIe GBE

Два PCIe NIC:

• TP LINK TG-3468
• Двухпортовый серверный адаптер GigE PCIe Intel PRO/1000 PT

Статусы интерфейса:

Name                      InterfaceDescription                    ifIndex Status       MacAddress             LinkSpeed
----                      --------------------                    ------- ------       ----------             ---------
Ethernet                  Intel(R) I211 Gigabit Network Connec...      12 Up           1C-1B-0D-6C-A0-27         1 Gbps
Ethernet 2                Intel(R) Ethernet Connection (2) I218-V      15 Up           1C-1B-0D-6C-A0-29         1 Gbps
Slot04 x16                Realtek PCIe GBE Family Controller           14 Up           18-D6-C7-01-C9-F6       100 Mbps
Ethernet 4                Intel(R) PRO/1000 PT Dual Port Ser...#2       9 Up           68-05-CA-3F-CB-32         1 Gbps
Ethernet 3                Intel(R) PRO/1000 PT Dual Port Serve...      20 Up           68-05-CA-3F-CB-33         1 Gbps

Кажется, что Realtek GBE (который должен быть TP LINK TG-3468, который говорит, что он может делать 1 Гбит / с) работает на скорости 100 Мбит / с. Он подключен кабелем Cat5e к гигабитному коммутатору. Я не уверен, что это актуально, но также кажется странным.

Answer 1

Комбинированная производительность сети 800 Мбит / с, которую вы получаете, означает, что вы используете только один из ваших сетевых адаптеров одновременно.

Объяснение можно найти в статье Microsoft « Как должны вести себя несколько адаптеров в одной сети», из которой я цитирую (в статье используется пример случая двух адаптеров):

В этом сценарии можно ожидать, что два адаптера в одной физической сети выполнят балансировку нагрузки. Однако, по определению, только один адаптер может взаимодействовать в сети за один раз в топологии сети Ethernet. Таким образом, оба адаптера не могут передавать одновременно и должны ждать, если другое устройство в сети передает. Кроме того, широковещательные сообщения должны обрабатываться каждым адаптером, поскольку оба они прослушивают в одной сети. Эта конфигурация требует значительных накладных расходов, исключая любые проблемы, связанные с протоколом. Эта конфигурация не предлагает хороший метод для предоставления избыточного сетевого адаптера для той же сети.

Если все ваши адаптеры находятся в одной и той же физической сети и подсети протокола, приведенный выше текст объясняет наблюдаемое вами снижение производительности сети, поскольку они работают последовательно, а не параллельно.

Издержки, упомянутые в статье, несут ответственность за то, что вы не можете на самом деле достичь предела 1 Гбит / с, а только до 800 Мбит / с.

Чтобы использовать 5 адаптеров с вашей конфигурацией, вам, по крайней мере, потребуется подключить компьютер к 5 различным VLAN, но это может нарушить другие ограничения.

Я не уверен, что Windows 10 является хорошей платформой для такой конфигурации. Windows Server 2016 может работать лучше при правильной конфигурации. В Server 2012 и последних. Windows изначально поддерживает мостовые / агрегирующие сетевые адаптеры, также называемые NIC Teaming.

Альтернативное решение - заменить пять адаптеров 1 Гбит / с на один сетевой адаптер 10 Гбит / с. Это может быть лучшим решением и, возможно, даже дешевле, чем Windows Server. Основное правило построения коммутируемых сетей состоит в том, что для объединения нескольких сегментов с более низкой скоростью всегда требуется более быстрая технология. 10 гигабит могут объединять эти пять сегментов по 1 гигабит. В случае возникновения проблем вам может потребоваться проверка вашей сети специалистом по кабельным системам.

Answer 2

У вас Windows на иностранном языке, поэтому я не могу сказать наверняка ...

В английской версии Windows третьим столбцом в диспетчере задач является использование диска.

Ваш жесткий диск не может справиться с пропускной способностью данных, что имеет гораздо больше смысла. Если это так, вам нужно рассчитать необходимую пропускную способность диска и получить гораздо более быструю дисковую подсистему для обработки этой нагрузки. Вероятно, высокоскоростной RAID-массив или даже два, чтобы распределить нагрузку.