Problema de largura de banda de rede do Windows

Question

Temos um computador (executando o Windows 10) com cinco portas Ethernet (cada 1 Gb), duas delas internas e as outras três em duas placas PCIe. Quatro das portas Ethernet têm no total seis câmeras conectadas a elas (com dois switches, portanto, nenhuma porta lida com mais de duas câmeras de uma só vez). O sistema foi originalmente projetado para rodar distribuído em vários computadores porque as câmeras enviam imagens não compactadas, então há um serviço rodando (originalmente em cada computador) que pega os quadros e os entrega a um programa de gravação / exibição (agora em formato comprimido). ).

Quando o sistema está em funcionamento, as quatro portas Ethernet estão muito abaixo do seu limite teórico:

Poroutrolado,aoolharparaoserviçoquelidacomotráfegodeentrada,vejo99%deuso(era100%,masdefinitodososcartõesparagigabitfullduplex,depoiscaiupara99%)enquantoousorealépraticamenteasomadosquatrotráfegosdeentrada(cabeçalhosemordem:CPU,memória,rede,disco,GPU):

Como você pode ver, o uso de memória e CPU é muito baixo, e a velocidade de 800 Mb / s deve ser MANEIRA abaixo da capacidade da rede, mas mostra 100% e o programa de captura funciona como se estivesse tendo largura de banda séria problemas. O downscaling para quatro câmeras (e cerca de 600 Mb / s no total) restaura o comportamento.

O mais estranho de tudo é que, para algumas tentativas, as seis câmeras no total estavam funcionando perfeitamente, então meu sentimento é que o Windows 10 está de alguma forma pensando que temos apenas 1.000 Mb / s de largura de banda e tentando limitar o uso chutei depois.

O que estou perdendo?

Hardware (editar)

Placa-mãe: GA-X99-Designare EX

Dispositivos listados no gerenciador de dispositivos:

• Conexão Ethernet Intel (2) I218-V
• Conexão de rede Intel I211 Gigabit
• Adaptador para servidor de porta dupla Intel PRO / 1000 PT
• Adaptador de servidor de porta dupla Intel PRO / 1000 PT # 2
• Controlador da Família Realtek PCIe GBE

Duas NICs PCIe:

• TP LINK TG-3468
• Placa GigE PCIe Adaptador de servidor de porta dupla Intel PRO / 1000 PT

Os status da interface:

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

Parece que o Realtek GBE (que deve ser o TP LINK TG-3468, que diz que pode fazer 1 Gbps) está em 100 Mbps. Ele está conectado com um cabo Cat5e a um comutador gigabit. Não tenho certeza se isso é relevante, mas também parece estranho.

    

Answer 1

O desempenho da rede combinada de 800 Mb / s que você está adquirindo significa que você estão usando apenas um de seus adaptadores de rede por vez.

A explicação pode ser encontrada no artigo da Microsoft Como vários adaptadores em espera-se que a mesma rede se comporte , do qual cito (o artigo usa um exemplo de dois adaptadores):

In this scenario, you may expect the two adapters on the same physical network to perform load balancing. However, by definition, only one adapter may communicate on the network at a time in the Ethernet network topology. Therefore, both adapters cannot be transmitting at the same time and must wait if another device on the network is transmitting. Additionally, broadcast messages must be handled by each adapter because both are listening on the same network. This configuration requires significant overhead, excluding any protocol-related issues. This configuration does not offer a good method for providing a redundant network adapter for the same network.

Se todos os seus adaptadores estiverem na mesma rede física e sub-rede de protocolo, o texto acima explica o impacto no desempenho da rede que você está vendo desde que eles estão trabalhando em série e não em paralelo.

A sobrecarga mencionada no artigo é responsável pelo fato de que você não pode realmente atingir o limite de 1 Gbps, mas apenas chegar a 800 Mbps.

Para usar 5 adaptadores com sua configuração, você precisará pelo menos conectar o computador a 5 VLANs diferentes, mas pode atingir outros limites.

Não estou convencido de que o Windows 10 seja uma boa plataforma para uma configuração. Windows Server 2016 pode ser capaz de fazer melhor sob a configuração correta. No Server 2012 e posterior. Windows nativamente suporta NICs de ponte / agregação, também chamado de NIC Teaming.

Uma solução alternativa é substituir os cinco adaptadores de 1 Gbps por um Adaptador de rede de 10 Gbps. Esta pode ser uma solução melhor e talvez até mais barata do que o Windows Server. Uma regra fundamental da construção de redes comutadas é que uma tecnologia mais rápida sempre é necessário para agregar vários segmentos de baixa velocidade. 10 Gigabits podem agregar esses cinco segmentos de 1 Gigabit. Em caso de problemas, você pode precisar que sua rede seja verificada por um especialista em cabeamento.

    

Answer 2

Seu Windows está em uma língua estrangeira, então eu não posso dizer com certeza ...

Na versão em inglês do Windows, a terceira coluna no gerenciador de tarefas é uso de disco .

Seu disco rígido não parece ser capaz de lidar com a taxa de transferência de dados, o que faz muito mais sentido. Se esse for o caso, você precisará calcular o rendimento de disco necessário e obter um subsistema de disco muito mais rápido para lidar com essa carga. Provavelmente uma matriz RAID de alta velocidade, ou mesmo duas, para distribuir a carga.