Zmodyfikuj swoją sieć domową za pomocą przewodowej sieci Ethernet z wieloma gigabajtami — za znacznie mniej pieniędzy, niż myślisz

Prawdę mówiąc, procesory przestały być wąskim gardłem w korzystaniu z komputera dziesięć lat temu. W ciągu następnej dekady mechanizmy pamięci masowej komputerów rosły znacznie szybciej. Dyski SSD SATA 6 Gb/s, a następnie NVMe (Non-Volatile Memory Express) o szybkości od 2 do 4 GB/s. Zewnętrzne dyski SSD USB regularnie przekraczają 500 MB/s, a nawet stała przepustowość konwencjonalnych dysków twardych wzrosła z 125 MB/s do 250 MB/s. Zasadniczo zniknęło opóźnienie obliczeniowe spowodowane wolnym przechowywaniem.

Więc gdzie jest pozostałe opóźnienie. W zależności od tego, jak intensywnie go używasz, jest to Twoja sieć. Twoja ogrodowa odmiana Gigabit 1 Gb/s Ethernet zapewnia tylko transfery 120 MB/s (mniej więcej prędkość starszego dysku twardego USB) i powolne wyszukiwanie. Krótko mówiąc, jest to ostatnie wąskie gardło w korzystaniu z komputera, ale można je łatwo naprawić — zmień na multi-gig.

Należy zauważyć, że w bajcie jest 8 bitów (małe „b" w gigabacie (duże „B” w megabajcie), więc prędkości bitowe to prędkości 1/8 bajta. 

Jeszcze całkiem niedawno przejście z gigabitowej sieci oznaczało dość dużą inwestycję w sprzęt 10GbE (10-gigabitowy ethernet na sekundę). Jakkolwiek fantastyczna jest sieć 10GbE, dopiero w ciągu ostatnich kilku lat jej 15-letniej dostępności spadła z niewiarygodnie drogiej (około 50 USD za port) do stosunkowo przystępnej (35–40 USD za port). Nie licząc nawet zwiększonego zużycia energii w standardzie.

Prawdopodobnym jedynym powodem, dla którego ceny 10GbE w ogóle spadły, było wprowadzenie w 2016 roku pośredniego standardu — IEEE P802.3bz, znanego również jako multi-gig, 2,5 Gb/s i 5 Gb/s Ethernet (2,5 GbE/5 GbE). Zgadłeś, że został wprowadzony., częściowo dlatego, że 10Gbe było nadal drogie w zakupie i eksploatacji.

Obecnie znacznie tańsza sieć 2,5 GbE jest dostępna za pośrednictwem adapterów PCIe i USB, urządzeń NAS, płyt głównych dla entuzjastów oraz przełączników 2,5 GbE w cenie około 25 USD za port.

Krótko mówiąc, to świetny czas na aktualizację — jeśli potrzebujesz szybkości. Aby zająć się tym kwalifikatorem, przeprowadźmy bardzo ważną kontrolę poczytalności.

QNAP

QSW-1105-5T firmy QNAP ma pięć portów 2,5GbE, ale nie ma żadnych innych funkcji zorientowanych na biznes, które podniosłyby jego cenę, która wynosi zaledwie 99 USD.

Kto potrzebuje wielu koncertów?

Poza prawami do przechwalania się, przeciętny konsument absolutnie nie potrzebuje wielu koncertów. Gigabit Ethernet obsługuje strumienie wideo 1080p, a nawet 2160p (przy wystarczająco niskiej przepływności) — przynajmniej dla ograniczonej liczby użytkowników. Kopie zapasowe klientów przez Gigabit Ethernet nie są dużo wolniejsze niż Vanilla USB i generalnie uruchamiają się w tle, gdzie i tak nie zauważysz. Ponadto Ethernet 10/100/1000 jest bardzo energooszczędny w porównaniu do szybszych standardów.

Z drugiej strony wspomniałem o irytującym opóźnieniu. Czy ktoś kiedykolwiek narzekał na szybsze zakończenie tworzenia kopii zapasowej? Czy to źle, że więcej osób może jednocześnie przesyłać strumieniowo filmy w wysokiej rozdzielczości? Czy ktoś nie kupuje telewizora 4K UHD, bo zużywa więcej prądu? Oczywiście nie. Większa prędkość otwiera również więcej możliwości.

Możliwości

Wiele działań, które są zbyt wolne przez gigabitową sieć Ethernet, można wykonać za pośrednictwem połączenia wielogigabitowego. Mówię o uruchamianiu maszyn wirtualnych poza serwerem NAS, zdalnej kontroli dostępu do innego komputera w gospodarstwie domowym i używaniu NAS jako roboczej pamięci masowej, a nie tylko do tworzenia kopii zapasowych klientów oraz repozytoriów muzyki, zdjęć i filmów. Jak widać na poniższym wykresie, podniesienie poziomu 2,5 GbE o jeden szczebel może przynieść znaczne korzyści. 

IDG

Istnieje duża różnica w wydajności sieci w zależności od rodzaju wdrożonego Ethernetu (gigabit, 2,5 GbE, 5 GbE 10 GbE). Zauważ, że są to liczby, które osobiście widziałem podczas testów; a przynajmniej w przypadku 5GbE i 10GbE, może nie reprezentować najszybszych możliwych prędkości. Dłuższe paski są lepsze.

Jeśli chcesz uzyskać subiektywny powód, nawet pierwszy krok w górę, multi-gig 2,5 GbE wydaje się znacznie szybszy niż gigabit. Jak przejście z dysku twardego na dysk SSD SATA.

Studium przypadku

Wraz z pojawieniem się technologii gigabitowej zacząłem przechowywać moje projekty muzyczne/piosenki na urządzeniu NAS, aby mieć do nich łatwy dostęp z wielu komputerów. Ładowanie i zapisywanie było zauważalnie wolniejsze niż w przypadku przechowywania lokalnego, ale było wystarczająco szybkie i nie musiałem się martwić o wiele wersji w różnych miejscach. Mogłem działać pod wpływem nagłej inspiracji bez uruchamiania dedykowanego komputera muzycznego. Jeśli kiedykolwiek straciłeś prawdopodobnie genialny pomysł, czekając na uruchomienie środków, aby go zapisać, wiesz, co mam na myśli.

Dzięki znacznie szybszej sieci 2,5/10 Gb/s utwory ładują się z urządzenia NAS prawie tak szybko, jak z lokalnej pamięci masowej. W rezultacie przeniosłem resztę moich wcześniej wolno ładujących się rzeczy: biblioteki użytkownika, orkiestrowe biblioteki sampli itp. również na NAS. 

To tylko jeden scenariusz użycia, ale szybkie, scentralizowane przechowywanie zapewnia wiele wygody chmury (oczywiście lokalnie w domu) bez leniwych szybkości transferu.

Zacznij od 2,5 GbE

Ze względu na relatywnie niski koszt adapterów 2,5 GbE (około 30 USD za PCIe, 35 USD za USB) w porównaniu z 10 GbE (około 100 USD za PCIe, 150 USD za Thunderbolt 3), aktualizacja do Ethernetu 2,5 Gb/s zamiast 10 GbE jest najbardziej sensowna dla obecnie najwięcej użytkowników. Niedrogie przełączniki zorientowane na 2,5 GbE są teraz łatwo dostępne i zużywają mniej energii niż 10 GbE.

Tylko niektóre z dostępnych urządzeń  2,5 GbE: pięcioportowy przełącznik 2,5 GbE QSW-1105-5T firmy QNAP (99 USD), 5-portowy MG-105 firmy Zyxel za 110 USD i 8-portowy MG-108 za 170 USD (patrz ilustracja poniżej), i Trendnet za 130 USD, TEG-S350.

Użyłem 8-portowego Zyxela (pokazany poniżej), QNAP (pokazany w poprzedniej sekcji) i Engenius. Wszystkie działają zgodnie z reklamą. Oznacza to, że zapewniają stałe szybkości transferu około 275-300 MB/s.

Zyxel

Niezarządzane przełączniki 2,5GbE firmy Zyxel o wartości 110 USD, 105MG i 170 USD, 108MG.

Jeśli naprawdę potrzebujesz całej dostępnej przepustowości, nie musisz ograniczać się do przełączników 2,5 GbE. Jak wspomniano, dostępne są również kusząco niedrogie przełączniki 10GbE. Podstawową zaletą jest to, że umożliwiają modernizację, kiedy i jeśli adaptery 10GbE w końcu spadną; jest jednak pewien haczyk.

Wszystkie niedrogie, czyste przełączniki 10GbE, które znalazłem, wykorzystują standard połączenia/okablowania SFP+ — coś, co nie jest często spotykane w domu. Chociaż znajdziesz przejściówki SFP+ na 10GBase-T (zwykłe RJ45/8P8C), dodają one 35 USD lub więcej do kosztu każdego portu. Kable SFP+ są również drogie. 

Omówię więcej najnowszych niedrogich urządzeń dla 2,5 GbE, 5 GbE i 10 GbE. Ale najpierw przeczytaj poniższe.

Lista kontrolna i zastrzeżenia

1. Użyj odpowiednich kabli. Możesz sprawić, by Cat5e działała poprawnie z 2,5 GbE (najpierw spróbuj i zobacz), a może nie. Wiele zależy od jakości wykonania kabla. W przypadku 5/10GbE absolutnie potrzebujesz kabla Cat6 lub Cat6a. Dobrą wiadomością jest to, że kable o wyższych parametrach nie są obecnie wcale drogie. (Nawiasem mówiąc, „e” w Cat5e oznacza „ulepszony”, podczas gdy „a” w Cat6a oznacza „rozszerzony”. W obu przypadkach modyfikatory wskazują na lepszą wydajność elektryczną, aby zapewnić większą przepustowość transmisji danych.)

Zła wiadomość jest taka, że ​​jeśli twoje niegodne kable są w twoich ścianach, czeka cię sporo pracy. Nie tyle pracy, co oryginalna instalacja, ponieważ każdy nowy kabel można podłączyć do starego i przeciągnąć. Jeśli masz szczęście, nic się nie zaczepi (zakryj lub zaklej złącza). Osobiście zaktualizowałem do Cat8, mając na uwadze teoretyczną maksymalną szybkość transmisji danych wynoszącą 40 Gb / s.

2. Upewnij się, że wszystkie elementy w łańcuchu są tak szybkie, jak prędkość, do której strzelasz. Kupowanie dwóch adapterów 2,5 GbE i podłączanie ich przez router gigabitowy nie ma sensu — uzyskasz tylko gigabitowe prędkości.

3. Uważaj na używany lub starszy sprzęt sieciowy. Pre-IEEE P802.3bz 10GbE nie rozpoznaje 2,5GbE/5GbE i zamiast tego spada do gigabitów, gdy te ostatnie są w łańcuchu. Jeśli zależy Ci na czystym 10GbE, nie przejmuj się tym problemem — są naprawdę okazje na używane urządzenia 10GbE (zobacz mój wcześniejszy komentarz na temat sprzętu 10GbE starszego niż IEEE P802.3bz).

Twoje kable ethernetowe prawdopodobnie będą musiały należeć do kategorii Cat6a, jeśli chcesz, aby Twoja nowa, szybsza sieć zachowywała się i działała z najwyższą prędkością.

4. Upewnij się, że złącza pasują do siebie. Jak wspomniano, jeśli kupisz przełącznik z SFP +, a twoje okablowanie to normalna skrętka Cat5, -6 lub -8, będziesz potrzebować adapterów.

5. Szybsza praca w sieci wymaga szybszej pamięci masowej. Dyski twarde 150 MB/s nie będą w stanie wykorzystać nawet 5GbE, chyba że zostaną połączone w jeden z szybszych trybów RAID (RAID 0, 5 itd.). Dyski SSD, przynajmniej na koniec operacji (pamięć podręczna), to dobry pomysł.

6. Multi-gig, a zwłaszcza 10GbE, wymagają więcej energii elektrycznej i wytwarzają więcej ciepła. Znacznie więcej. Jeśli umieszczasz te rzeczy w szafie, prawdopodobnie będziesz potrzebować jakiejś formy aktywnego chłodzenia i wentylacji.

Mając to na uwadze, przejdźmy do fajnych rzeczy, którymi się bawiłem podczas zbierania informacji do tego artykułu.

Raport dotyczący sprzętu 2,5GbE/5GbE i hybrydowego 10GbE

Tylko kilka przykładów adapterów 2,5 GbE obejmuje ten adapter PCIe oparty na Realtek za jedyne 29 USD (nie testowany), adapter USB Sabrent NT-S25G za 35 USD i adapter CableCreations za 34  USD. Testowałem dwa ostatnie z dobrymi wynikami (odczyt/zapis 295 Mb/s). Nie byłem zakochany w jasnym białym świetle aktywności na CableCreations, preferując ściemniacz Sabrent. Jeśli jest poza zasięgiem wzroku, tak jak powinno być, nie ma to znaczenia.

Należy pamiętać, że te adaptery zwykle bardzo się nagrzewają, a niektórzy użytkownicy zgłaszali spadki prędkości. Mogły one zostać rozwiązane przez aktualizacje sterowników i oprogramowania układowego, ponieważ nie doświadczyłem tego problemu. 

Rzadkie elementy sprzętu 5GbE, które znalazłem, to adaptery QNAP QNA-UC5G1T za 79 USD i adaptery USB 5GbE US5GC30 firmy Startech za 100 USD. Testowałem ten pierwszy, który działał dobrze z czystymi połączeniami RJ45 (odczyt 485 MB/s/zapis 285 MB/s), ale miałem problemy z adapterem Ipolex asf-10g-t RJ45 na SFP+, spadając do 150 MB/s przy zapisie. Interoperacyjność to jeszcze nie wszystko, czym powinna być.

Sabrent

Adapter USB-to-2,5GbE firmy Sabrent działał bardzo dobrze w testach, nie zwalniając w stosunku do obiecanej wydajności 2,5GbE (295 MB/s) podczas długotrwałego użytkowania.

Na rynku pojawia się wiele przełączników hybrydowych 2,5 GbE/10 GbE. Przetestowałem zarówno przełączniki QNAP QSW-1105-5T, jak i Engenius ECS2512 z dobrymi wynikami. Ten ostatni to produkt dla małych firm, który nadal jest ostoją mojej sieci pomimo głośnego wentylatora (odłączyłem ten wentylator) i skłonności do łączenia się ze stroną internetową Engeniusa. Odłączyłem go od Internetu zaporą ogniową, ponieważ nie podoba mi się pomysł, aby mój sprzęt sieciowy prowadził rozmowy za moimi plecami.

Ideą tych hybryd jest szybsze połączenie 10GbE z serwerem lub urządzeniem NAS oraz 2,5GbE w dół do klientów. Są one oczywiście przydatne tylko wtedy, gdy masz serwer NAS z 10GbE.

genialny

Przystępny cenowo (jak na liczbę portów) przełącznik ECS2512 firmy Engenius jest jednym z kilku przystępnych cenowo przełączników 2,5GbE/10GbE, które mogą zmienić krajobraz domowych sieci.

QNAP QSW-308-1C (189 USD) jest wyposażony w trzy porty 10GbE, z których jeden to połączenie RJ45/SFP+. W mojej konfiguracji sprawdził się idealnie.

Niezarządzany Zyxel XGS1010-12 (149 USD) i zarządzany Zyxel XGS1210-12 (179 USD) mają dwa porty 10GbE SFP+ oraz dwa porty RJ45 2,5GbE. Użyłem tego ostatniego z bardzo dobrymi wynikami; w rzeczywistości nadal znajduje się na stojaku testowym PCWorld.

QNAP

QWS-308-1C firmy QNAP łączy gigabitowy Ethernet z 10GbE, z obsługą 2,5GbE i 5GbE.

Jeśli potrzebujesz kilku dodatkowych portów 10GbE RJ45, QNAP QSW-M408-2C (239 USD) ma dwa porty combo SFP+/RJ45, a firmowy QSW-M408-2C (299 USD) ma cztery. Oba są świetnie zarządzanymi przełącznikami, ale chciałbym, aby ich gigabitowe porty (osiem w obu przypadkach) były 2,5 GbE.

Jeśli jesteś zadowolony ze swojego urządzenia NAS, ale nie obsługuje ono wielogigabitowej sieci Ethernet, możesz mieć możliwość aktualizacji przez USB. Pudełka QNAP obsługują wspomnianą wcześniej  przejściówkę USB QNA-UC5G1T 5GbE. Inni dostawcy mogą oferować podobne rozwiązania adapterów, ale nie mogłem ich znaleźć. Należy jednak pamiętać, że obsługa adapterów musi być wbudowana w system operacyjny NAS, a niektórzy dostawcy niechętnie robią to w przypadku adapterów innych firm.

Jeśli dostępny jest sterownik dla systemu Linux, możesz go załadować z wiersza poleceń, ale radziłbym skontaktować się z pomocą techniczną lub sprawdzić fora użytkowników, zanim pójdziesz tą drogą.

przerażający

Szybki i łatwy w obsłudze serwer NAS AS5202T firmy Asustor jest wyposażony w dwa porty RJ45 2,5 GbE.

Jeśli chcesz przejść na szybszy serwer NAS, Asustor AS5202T i QNAP TS-253D to doskonałe produkty wyposażone w dwa porty 2,5 GbE. Trunking (połączenie) dwóch portów może zapewnić jeszcze lepszą wydajność, chociaż opiera się na technologiach, które nie są obsługiwane przez wszystkich dostawców.

Sprzęt 10GbE

Zdecydowanie najbardziej przystępne cenowo obecnie przełączniki 10GbE są dostarczane przez litewską firmę Mikrotik. Nie udało mi się zdobyć jednego do testów; jednak raporty, które widziałem, są generalnie pozytywne. Pięcioportowy CRS305-1G-4S+IN firmy Mikrotek jest z pewnością najtańszy (139 USD).

Mikrotik CRS305-1G-4S+IN jest trochę dziwakiem, ponieważ jeden z jego pięciu portów to RJ45 gigabit, podczas gdy pozostałe to SFP+; ale to po to, by karmić go światem zewnętrznym, czyli Internetem. Wszystkie urządzenia połączone przez SFP+ będą komunikować się ze sobą w 10GbE, jeśli je obsługują (jest to typowe zachowanie inteligentnego przełącznika). Wszystkie przełączniki, o których wspomniałem w sekcji 2,5GbE, są również godne wydajności 10GbE. 

ZyXel

XGX1210-12 firmy ZyXel ma dwa porty 10GbE i dwa porty 2,5GbE. Reszta to 1GbE, czyli gigabit.

Niestety, nie ma adapterów USB-to-10GbE, które mógłbym wyśledzić. Adapter USB 10 Gb/s powinien być w stanie zapewnić większość prędkości 10 GbE, ale najwyraźniej nie przekłada się to na konkretny produkt. Przyczyną może być relatywnie niski pobór mocy USB, ponieważ nie brakuje adapterów Thunderbolt 3-to-10GbE. Może się to zmienić wraz z pojawieniem się USB4.

Przetestowałem trzy adaptery Thunderbolt 3: QNAP QNA-T310G1, dostępny w konfiguracji RJ45 za 184 USD. (QNA-T310G1 jest również dostępny w konfiguracji SFP+ za 169 USD; ceny dzięki uprzejmości Amazon); Sabrent TH-3WEA, model RJ45 za 231 USD i bardzo podobny OWC OWCTB3ADP10GBE (140 USD). Wszystkie mają mniej więcej długość i szerokość 2,5-calowego dysku twardego USB, ale są dwa razy grubsze dzięki dużym radiatorom (mimo to wszystkie były ciepłe w dotyku). Wszystkie działały zgodnie z reklamą, oferując rzeczywistą prędkość 10GbE — może o pięć procent wolniejszą niż ta, którą można zobaczyć w adapterze PCIe, ale można się tego spodziewać, biorąc pod uwagę przeprowadzaną translację.

OWC

Adaptery Thunderbolt 3 do RJ45, takie jak ten model firmy OWC, zapewniają błyskawiczne prędkości sieci dla komputerów, które je obsługują. 

Niestety, żaden z tych adapterów nie obsługuje adaptera ściennego, co wyklucza użycie adaptera Apple Thunderbolt 3 do Thunderbolt 2 na innym Macu Thunderbolt 2 lub podobnym. Możesz obejść ten problem, używając stacji dokującej Thunderbolt 3 z adapterem Apple, ale będzie to musiał być nowszy model. Starszy Caldigit TS3, którego próbowałem, oferował tylko sporadyczny sukces.

Zrób to. Zrób to wkrótce.

Kiedy po raz pierwszy napisałem tę historię, przełączyłem się na 2,5 GbE w większości mojej sieci, z 10 GbE na moich głównych serwerach NAS. Wydawało się, że to dobry sposób, jednak rzadko, jeśli w ogóle, potrzebowałem dodatkowej wydajności serwera NAS. Dodatkowe ciepło i zużycie energii w połączeniach 10GbE przekonały mnie do powrotu do wszystkich 2,5GbE. Z wyjątkiem testowania nowego sprzętu, trzymam się 2,5GbE.

Ale to ja. Jeśli potrzebujesz, powiedzmy, zdalnej gry lub edycji wideo, koniecznie wybierz 10GbE. Kiedy zdalnie steruję komputerem przez 10GbE, jest fantastycznie. Ale bez względu na to, jaką prędkość multi-gig wybierzesz, jestem pewien, że będziesz zadowolony z ulepszonej sieci. z pewnością tak. 

Ten artykuł został zredagowany 27.09.2021, aby odzwierciedlić zmiany na rynku i wyróżnić kilka nowych produktów.