10ギガネットワーク環境が手の届く価格に 格安10GbEスイッチ「QSW-804-4C」で圧倒的速度を体験する（2/2 ページ）

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「QNAP TS-932X-2G」と「QSW-804-4C」で10GbEを実感！

　今回、10GbEの速度を実感できる環境としてNIC「QXG-10G1T」を挿したPCとNAS「TS-932X-2G」をQSW-804-4Cに接続し、ベンチマークテストを行った。

　TS-932X-2Gは3.5インチベイ×5、2.5インチベイ×4の合計9ベイを持ちながら、5ベイモデルとほぼ同じフットプリントというコンパクトなボディーが特徴だ。サイズの異なるベイが混在しているのは3.5インチベイにHDD、2.5インチベイにSSDを取り付けることを想定しているため。これはQNAP独自の高速化技術「Qtier」に適した構成となっている。

10GbE対応NASとして9ベイのハイエンドモデル「TS-932X-2G」を使う。SSDを4台、HDDを5台組み込み、独自の高速化技術を利用

　Qtierは速度の異なるディスク（一般にはSSDとHDD）を同一ストレージプール内に混在させ、アクセス頻度によって自動的に配置を変えるというもの。単純にSSDをキャッシュとして利用するわけではなく、SSDの容量も含めて1つのストレージとして利用できる。10GbEのような高速なネットワークではストレージがボトルネックになりかねないため、こういった高速化機能は積極的に利用していきたいところだ。

　TS-932X-2Gのネットワークインタフェースは10GbE SFP+を2ポート、1000BASE-Tを2ポート備えている。今回は2本のSFP+ DACでQSW-804-4Cと接続した。2ポートを束ねるポートトランキングの方法としてTS-932X-2Gで利用可能なものは以下の3つだ。

　1つは「スイッチなしで2つのNASを直接接続（VJBOD）」。Balance-rr（ラウンドロビン）で分散して送受信するものだが、QNAP NAS同士を接続する場合に限定される。もう一つは「一般スイッチ（最も一般的）」で、さらにActive-Backup、Balance-tlb、Balance-albが選択可能だ。

　Active-Backupは片方しか利用せず、障害が発生した際には他方に切り替わるというもの。速度の向上ではなく、耐障害性の向上を目的としている。Balance-tlbは負荷に応じて送信ポートを変えるが、受信は片方のみ。Active-Backup同様、障害が発生したらバックアップ側に切り替わる。Balance-albは送受信とも負荷に応じてポートを選択する。

　最後が「管理対象スイッチ（ポートトランキング、LACPをサポート）」で、スイッチと協調して負荷分散を行うもの。先に紹介した「一般スイッチ（最も一般的）」の場合は結局のところ、2本のケーブルを使って2倍の帯域を利用するわけではない。もし、2本のケーブルで同時に通信を行いたい場合には、通信データの分割・結合といった作業をスイッチ側で行わなければならないからだ（VJBODではQNAP NAS同士でそれを行っている）。QSW-804-4Cはポートトランキングには対応していないので、今回は2番目の「一般スイッチ（最も一般的）」を選択する。

　PCに挿入したNICとQSW-804-4Cは10GBASE-T用のCAT6Aケーブルで接続した。

ポートトランキングは「一般スイッチ（最も一般的）」を選択

Balance-tlb、Balance-albはクライアントごとの負荷分散となる

　10GbEは非常に高速に通信を行うため、MTUサイズが小さいままだと単位時間内に処理しなければならないフレーム数が多くなりすぎ、処理の負荷が高くなる。そのため、MTUを大きくすることで負荷の軽減、速度の向上を図ることができる。QSW-804-4Cは最大9Kまでのジャンボフレームに対応するので、TS-932X-2Gもジャンボフレームのサイズを9000で設定しておく。NICの方も合わせて変更しておこう。

ジャンボフレームは9000を指定

PCのネットワーク接続を開き、プロパティから「ネットワーク＞構成」をクリック

Jumbo Packetを9014Bytesに変更

　今回はなるべくストレージ側がボトルネックにならないよう、HDD5本のRAID 0と、SSD4本のRAID 0でテストを行った。個々のディスクのパフォーマンスとしてはHDDはおおよそ140MB/s、SSDは440MB/s程度となっていた。10GbEの場合、単位をそろえると1.25GB/sということになるので、HDDはおろかSSDでも頭打ちになる計算だ。

　ベンチマークテストは、Core i7-7700と16GBメモリを搭載したWindows 10マシン上のCrystalDiskMark 6.0.0で、1GiBを5回計測した。

　実際の結果は次の通りだ。特にシーケンシャルリードの結果が顕著で、1000BASE-Tでは118MB/sだったのに対し、10GBASE-Tでは1207.9MB/sと、仕様通り約10倍のパフォーマンスをたたき出している。HDDとSSDでほぼ速度が変わらないので、ディスクアクセスがボトルネックになることなく、純粋にネットワーク速度の差が出たようだ。

　ランダムアクセスになると10GBASE-Tの優位性は下がり、1000BASE-Tと同等程度になっている。HDDとSSDではランダムアクセスライトに4倍ほどの速度差が出ているので、ディスクアクセスの影響の方が大きいと思われる。

HDDは140MB/s、SSDは440MB/s程度

1000BASE-Tで接続したCrystalDiskMarkの実行画面。左がHDD×5のRAID 0構成、右がSSD×4のRAID 0構成。HDDはシーケンシャルリード118.2MB/s、シーケンシャルライト117.6MB/s。ランダムアクセスリードは115.3MB/s、ライトは14〜15MB/s。SSDはシーケンシャルやランダムアクセスのリードはHDDと変わらないが、ライトは56〜58MB/sと、HDDの4倍程度

10GbEで接続したCrystalDiskMarkの実行画面。左がHDD×5のRAID 0構成、右がSSD×4のRAID 0構成。HDDはシーケンシャルリードが1207.9MB/s、シーケンシャルライト470.6MB/s、ランダムアクセスリードは100MB/s、ライトは14MB/s程度と、1000BASE-Tと同等。SSD側はシーケンシャルリードが1183.7MB/s、シーケンシャルライトが469.7MB/s。ランダムアクセスのリードも100MB/s程度と、ほぼHDD並だが、ランダムアクセスライトは53〜56MB/sと、こちらも1000BASE-Tと同様の傾向になった

CrystalDiskMarkのリード速度比較。10GbEはシーケンシャルリードで1000BASE-Tの約10倍という結果

CrystalDiskMarkのライト速度比較。10GbEはシーケンシャルライトでも4倍以上高速

今すぐ使えて、長く使える

　QSW-804-4Cはスイッチング容量160Gbpsであり、8ポート全てで全二重10GbEをノンブロッキングでこなせる性能を持っている。つまり、10GbEがこれから普及する、というタイミングの今この時期に購入しても、後でボトルネックになることのない製品ということだ。

　いち早く10GbEの環境を整えるのであれば、10GbE対応機器を迎え入れる準備が必要だ。後からポートが足りなくなってしまったり、パフォーマンスが出なかったりすると結局、買い換えが必要となってしまう。そうならないためにも、将来性を見越した製品を選ぶべきだ。今後何年間利用できるかを考えると、QSW-804-4Cの実売6万円切りは非常に魅力的。SOHOや中小規模の企業、個人利用も含めて10ギガネットワークを真面目に検討する絶好のタイミングといえそうだ。