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¶ 宅内の10GbE化
木造2F建てだが、1Fと2Fの対角にはWifiの電波が微妙に届かない。
Atermはビームフォーミングが利いているのか見た目の割にカバーエリアが広いがWi-Fi6（11ax）対応が遅かったのでtp-linkを購入。
tp-linkは若干エリアが狭めだが、家庭内の端末数が多いため残ったWi-Fi APも使って負荷分散した方が得策と判断。
使用可能帯域だけで考えるとtp-link、ASUSに軍配。
とりあえず壁裏にLANケーブルを通してみたが、各ポイントに延長コネクタ等を配置したせいか100Mでしかリンクアップしない状態。1000Mで接続したところで足りないのは目に見えてる。
100Mでしかリンクアップしないとき
- 1000BASE-Tは4対8芯すべてを使う。1対でも結線が怪しいと100BASE-TX（2対4芯）にフォールバックして100Mbpsでリンクする。中継コネクタ、延長アダプタ、圧着の緩いRJ45をまず疑う。
- 見分け方は、NICやスイッチのリンクLEDの色（緑=1G、橙=100Mなど）や管理画面のリンク速度を見る。ケーブルテスタがあれば結線とペアの撚りまで確認できる。
- 対処は「中継を減らして1本のケーブルで引き直す」が基本。どうしても分割するなら、より確実なのはLC光（SFP+）にして10GbEで引くこと。1本で済み、電気的な距離制限も受けにくい。
- 100Mbpsに落ちた区間があると、その後段に10GbEスイッチを置いてもそこで頭打ちになる。速度が出ないときは最初に各区間のリンク速度を並べて確認する。
¶ 現状
現状は各端末を1GbEで接続。（SMBマルチチャンネルで繋いではいるが、基幹のLANが1Gbps1本なのでほぼ効果なし）
監視カメラやスマートスピーカー、AndroidTVなど大量のデバイスのトラフィックで絶対的に帯域が足らず日常的にカツカツの状態。
¶ ベンチマーク（Before）
1BgE接続の各サーバーに対してCrystalDiskMarkを実行。速度を計測。
Synology DS1819+
RAM : 32GB
SSDCache : 512GB RAID1
HP Microserver N54L
RAM : 8GB
SSDCache : none
LAN : Intel 82571EB 1Gbps
RAMやSSDキャッシュの効果はあまり感じられず。それ以前に専用機よりも汎用機のほうがランダムアクセスが速い。どういういこと？距離か？
（HPへはHUB2台、Synologyへは20mのLANケーブル+HUB3台経由）
ちなみにローカルのSATA接続のHDDへのアクセスについても参考までに記載しておく。
WesternDigital WD30EZRX 3TB
すでにNASよりも遅い。そんなことってあるのか？
Seagate ST10000VN004 10TB
まぁ感覚的に最近のローカルのHDDだとこんなもんという感じ。
¶ テスト環境
HP Microserver N54LにノーブランドIntel X520DAチップ搭載のPCIeを装着。
とりあえず手元にある10GbE-RJ45変換トランシーバを使いCAT7 LANケーブルで直接接続した。
相性問題もなく、無事10GbEでリンクアップできていることを確認。
本番環境のDS1819Plusは現在M.2 SSDのRAID1のキャッシュボードを載せて使用しているため、今回は仮にmicrosererverにXpenologyを載せて動作確認してみることに。
とりあえず何もしなくてもノーブランドのボードを認識した。
ちなみにSynology公式の動作確認表はここ。
もしNASの貴重なPCIe拡張スロットが余っているのであればこういう拡張の仕方もいいかも。純正ではないので保証はないけど。
ちなみに近々10GbEとM.2 SSDのコンボカードが発売予定なのでB&Hで予約注文した。合計3万強。高い。
あまりに遅く、Amazon.co.jpのほうが安かったのでキャンセルして買い直した。
取り付けについては別ページにて。
¶ ベンチマーク（After）
まずは何も考えず初期状態のまま計測。
HP Microserver N54L
RAM : 8GB
SSDCache : none
LAN : NB-INT-X520DA1-S + Mikrotik S+RJ10
思った以上に遅い。多く見積もって平均2割り増し程度だが、逆に遅くなっている項目も多い。
なぜかRND4KQ1T1の書き込みに至ってはなぜかmicroserverがフリーズして計測不能。
SSDなどの測定結果を見慣れているからか一桁くらい増えてくれないと満足いかない感じ。
次に、PC,microserverのMTUをPCIeカード上限の9000に変更して同じように実行。
MTU（ジャンボフレーム）を触るときの注意
- 経路の全機器（NIC、スイッチ、NAS、相手側OS）でMTUを揃えて初めて効果が出る。片側だけ9000にすると大きなパケットが落ちて、かえって遅くなるか通信が不安定になる。
- 値は機器によって9000だったり9092だったりする。スイッチのSFP+ポートとNICで対応値が違うことがあるので、区間ごとに両端を同じ値に合わせる。
- 10GbEで効果が一番出るのはシーケンシャル。ランダム（RND4K）はMTUを上げても伸びにくく、ストレージ側（HDD/SSDキャッシュ、SHR+Btrfs）が効いてくる。
- iSCSIやSMBで使うなら、10GbE側を別セグメントにして通常の1GbEと混ぜないほうが安定する。相手が1GbEのときは1GbE側で通信する。
おっ、シーケンシャルリードだけだが5倍近く高速化。
書き込みはSHR+Btrfsの限界か？ランダムリードもRND4KQ32T16のみ倍近く高速化している。RND4KQ1T1の書き込みも今回はエラーが出ない。なんなんだ。
Synology DS1819+ （RAM 32GB / 10GbEコンボカード 10GbE接続 / 512GB RAID1 SSDキャッシュ付き / HDD 8TB x 8 SHR Btrfs）の状況。HDD搭載で、どんな端末からでも不自由なく使用できるようにしようと思うとこの辺りが上限と思われる。MTUは変更していないので要調整。
10GbEポートのセグメントを分け、PCIeカード、スイッチ、NASそれぞれのMTUを9000(9092)にした場合の速度。
あくまでも専用通信になるため、10GbEと並行して通常通信用の1GbEポートをMTU1500で接続しておかないと相手によって通信できない場合がある。
さらにMTU9000の状態でiSCSIを試してみた。
ローカルのHDDよりはよっぽど好成績なのに、ネットワークドライブではなくローカルのドライブとして見えるため、ソフトウェア類のインストールも普通にできるので当分この状態で常用してみることにする。
¶ 作戦
今回は、各フロアにWifiアクセスポイントを設置し、SSID、パスワードを同一にすることで各端末を電波強度の高いAPにシームレスに接続できることを目標とする。
光回線は2Fエアコン配管部より導入し、YAMAHA RTX830にてV6プラス接続。
今回はまず、1Fと2Fの有線LANを10GbE化することから始める。
¶ WANへのアクセス
宅内は10GbE化したが、ルーター、WANの回線は1Gbpsのまま。10GbE化前は下り、200Mbps、上り70Mbpsくらい。レイテンシは8msくらい出ればいいほうだった。
10GbE化後
相当な改善がみられる。上下ともに2倍以上の伸び。
やはり家庭内の端末が多いと1GbEではつらいらしい。光回線が10GbEでなくても導入する価値は十分にある。
¶ 選定機器
10GbE化に必要なものの整理
- スイッチ: SFP+ポートを持つ10GbEスイッチ。ここでは MikroTik CRS305-1G-4S+IN（SFP+×4＋1GbE RJ45×1、ファンレス）。
- トランシーバ: スイッチがSFP+なら、RJ45で受けたい区間は10GBASE-T SFP+モジュール、光で引く区間はSFP+光モジュール（10GBASE-SR等）を使う。CRS305では純正のS+RJ10が相性面で無難。
- NIC: 端末側に10GbE NIC。ここではIntel X520-DA1系（SFP+×1）。中古流通が多く安価だが世代が古くEOL。
- ケーブル: 短距離（同一ラック内）はDAC、フロア間は光パッチケーブル＋モジュール。光は電気的な距離制限を受けにくい。
- NAS側: PCIeスロットに10GbEカードを挿す。ここではSynology E10M20-T1（10GbE＋M.2 SSDのコンボ）。純正以外は動作保証外。
- 10GBASE-TのSFP+モジュールは発熱と消費電力が大きい。連続使用するならスイッチの温度と電源容量を見ておく。
SFP+ポート×4 + 1GbE RJ45x1
MikroTik CRS305-1G-4S+IN x2
euroDKで買うと120ドル弱+送料35ドル
🛒 Amazon: MikroTik CRS305-1G-4S+IN を探す（ファンレス10GbEスイッチ。並行輸入が多く在庫と価格の変動が大きいので購入時に確認する）
euroDKで買うと約50ドル
10GBASE-T SFP+モジュール RJ45コネクタ
FSで13000円
20m (66ft) LC/UPC-LC/UPC デュプレックス マルチモード 光パッチケーブル（2.0mm、PVC/OFNR、OM3）
PC接続用
FSで3000円
7m (23ft) 汎用互換 10G SFP+パッシブダイレクトアタッチ銅製Twinaxケーブル（DAC）
FSで2000円
汎用互換 デュアルレート 1000BASE-SX & 10GBASE-SR SFP+モジュール（850nm 300m DOM）
OLIO SPECで5400円
NB-INT-X520DA1-S
- Intel X520-DA1はSFP+ 1ポートの10GbE NIC。2010年代の製品で今はEOL、中古が中心。Linuxではカーネル同梱かixgbeドライバで認識し、WindowsはIntelのレガシードライバを当てる。
- ノーブランドの互換ボードは「X520DAチップ搭載」表記でも、純正Intelチップかどうか、ファームや対応OSが違うことがある。10GbEがリンクしない・MTUが通らないときはここを疑う。
- 🛒 Amazon: Intel X520-DA1 搭載 10GbE NIC を探す（純正は終息しており互換品が多い。チップ表記とコネクタ形状を確認して選ぶ）
B&Hで250ドル。
Synology E10M20-T1 M.2 SSD & 10GbE Combo Adapter Card
¶ とりあえず幹線を10GbE化
もう書いていて意味が分からなくなってきた。
::: nwdiag
nwdiag {
inet [shape = cloud];
inet -- ONU;
network SwitchingHUB {
ONU;
BUFFALO_BHR-4GRV_PPPoE;
YAMAHA_RTX830_V6Plus;
}
network internal2 {
address = "192.168.0.x/24";
BUFFALO_BHR-4GRV_PPPoE [address = "192.168.0.1"];
DS1819Plus;
}
network internal3 {
YAMAHA_RTX830_V6Plus;
TP-LINK_AX11000;
Mikrotik_CRS305-1G-4S-IN_1;
}
network internal4 {
address = "10GbE";
Mikrotik_CRS305-1G-4S-IN_1 [address = "10GbE"];
Mikrotik_CRS305-1G-4S-IN_2 [address = "10GbE"];
DS1819Plus [address = "10GbE"];
TP-LINK_AX11000 [address = "2.5GbE"];
}
network internal5 {
Mikrotik_CRS305-1G-4S-IN_2;
TP-Link_TL-SG108PE [address = "1GbE"];
Desktop_PC [address = "10GbE"];
}
network internal6 {
TP-Link_TL-SG108PE;
Brother_Laser_Printer;
}
network internal1 {
address = "192.168.100.x/24";
TP-LINK_AX11000;
PS4;
NVIDIA_ShieldTV_Pro;
PC;
Google_Home;
IoT_Deviices;
etc;
}
}
:::
¶ 参考URL
- MikroTik CRS305-1G-4S+IN（製品ページ）
- Synology E10M20-T1（製品ページ）
- ヤマハ RTX830（製品情報）
- 価格・在庫は購入時に各ショップで確認。
※ 本ページのAmazonリンクにはアフィリエイトタグ（toobf6-22）が付いている。
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