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QNAP QSW-308-1C入門10GbE交換器開箱實測,賦予多段高速GbE乙太網路,辦公室晉升高速網路的絕佳選擇

文.圖/Johan 2019-09-09 10:03:08
隨著無線網路走向下世代的Wi-Fi 6標準、提供到最高理論頻寬高達約9.6Gbps的上限,反觀當今大多人在辦公室使用的有線網路,相信絕大多數還停留在1Gbps (Gigabit Ethernet, GbE)的速度,主要是因為當今電腦普遍所配置的LAN網路卡,就是GbE的規格。雖說新一代的主機板/電腦,甚至NAS (網路儲存伺服器),都紛紛開始內建2.5GbE、5GbE甚至10GbE的有線網路,但要享受這樣高速的有線網路,不是只有電腦升級到具備2.5GbE以上的網路介面卡就行,還要將網通設備如交換器(Switch),甚至網路線也跟著升級,才能開啟10GbE以上的有線高速網路的大門!

QNAP QSW-308-1C無網管式交換器,平價時尚又高速的絕佳網通利器


資料量越來越龐大,升級到10GbE LAN實有必要

雖說當今1GbE的有線網路,其實可以滿足大多數工作需求,以傳輸一個5GB容量的檔案到NAS或其他鄰近有線電腦,在1GbE網路環境下,理論上最快只要花40~50秒即可完成。然在當今網路資料量越來越龐大,Full HD/4K影片或是當紅的遊戲檔案,動輒都幾十甚至破百GB的容量,若要透過1Gbps的傳輸頻寬來傳輸這些大檔案,通常必須花掉不少時間。

此外,現今新一代NAS也紛紛支援SSD,效能比傳統HDD快很多,再搭配RAID-0、1、5、6、10等多磁碟備援模式,不僅能存放大量的資料,存取速度也能翻倍。而其中不少也內建或額外插10GbE網路卡的設計,讓NAS在資料備份、還原與各式應用,皆能戰力加倍。因此若只透過既有1Gbps的有線傳輸,實在無法發揮其應有的效能。

▼ 以傳輸一張藍光DVD光碟(25GB)所需要的時間:

從上述的表格即可發現,10Gbps網路的優勢,不僅能大幅降低超大檔案的傳輸時間,也由於速度夠快,因此可以設定透過PXE開機與iSCSI網路磁碟卷宗,讓電腦以無碟環境來開機,以及直接對應成磁碟機,速度可以更快、更有效率。這樣一來,影音工作、專業繪圖、大數據分析,或是IT網管等需要大量存取的使用者們,也能透過10GbE這種高速LAN,來達到更快速的傳輸或是直接掛載以存取,以讓複雜的工作可以提早完成。

10GbE交換器也能很時尚,QNAP高性價比QSW-308-1C上陣

威聯通(QNAP)是國內NAS (網路儲存伺服器)的領導廠商,隨著新一代NAS產品紛紛配置 >1Gbps的LAN埠之下,他們也推出各式Switch(交換器)產品,讓用戶能夠輕鬆升級網路環境,以享受到更快速的資料傳輸。

由於市面上商用10GbE交換器的不便宜,而這次QNAP推出的QSW-308-1C無網管型交換器(Unmanaged Switch),屬於高性價比的產品,搭配時尚的造型設計,適合擺放在居家、SOHO或是辦公室環境中。具備3埠10GbE SFP+光纖埠及8埠1GbE乙太網路埠,其中1個10GbE埠為SFP+/10GBASE-T複合埠(Combo Port),可支援光纖(SFP+接頭)及銅纜(RJ45接頭)兩種不同介面的網路裝置,讓高速網路與一般網路能夠進行資料交換,以滿足各種高速混合的居家或SOHO辦公室網路配置。

QNAP的QSW-308-1C交換器外包裝


開箱囉!Switch包好好的放在裡面


盒內所有內容,包括交換器、可拆卸式變壓器、電源線,以及說明書


這就是QNAP的QSW-308-1C式交換器主體,採用白色簡約機身設計,卻不失整體細緻的質感,能完美融入時尚家居或辦公空間


若不看連接埠這一面的話,使用者一看到這台機器的外型時,一定很難想到這是一台交換器。而QSW-308-1C為讓交換器也擁有不同的外觀,其機身採用白色簡約為基底,搭配拋光與磨砂的表面質感,巧妙的把1GbE及10GbE網路埠的區隔開來。且體積輕巧,搭配機身後置的圓形DC電源插頭也採90度旋轉式設計,讓擺放位置不受限,與一般交換器都是採用冷冰冰黑色長方體的厚重設計相比,QSW-308-1C可說是非常時尚又輕巧的網通產品。且其具有隨插即用的功能,讓使用者輕鬆將多台裝置串接起來,以開啟10GbE極致網速的新體驗。

機身頂部的表面採用拋光與磨砂處理,巧妙將1GbE與10GbE網路埠區分出來


翻過來到後側,完全簡約設計,搭配幾處的散熱孔,以及其中一角採用圓形的電源插孔設計


由於一般10GbE高速傳輸的網通產品,通常也意味著可能需要搭配高速風扇來幫助散熱,也就代表會有吵雜的噪音。但QSW-308-1C這次採用的是無風扇的設計,讓使用者不用忍受傳統交換器的高速風扇轉動所帶來的噪音!其機身內部具有散熱片,能將廢熱導到機身底部的導熱金屬,或是從外觀的散熱孔排出,有效將內部的熱量帶走,以提供超靜音的使用環境,同時又能確保高速網路效能。

此交換器採用無風扇設計,底部為大片導熱金屬,搭配散熱孔,可有效將機器內部的廢熱排出,不會產生噪音!


氣流示意圖:機身底部採用金屬材質,搭配兩側的散熱孔。同時有熱空氣排出與冷空氣進入,帶動氣流自動循環,排出廢熱。


機身後置的圓形DC電源插頭,可輕鬆安裝與拆卸,並提供90度旋轉式設計


將變壓器插上去的樣子


若需要調整線材角度,也可以這樣放。讓您的交換器可以隨擺設的位置來做調整


豐富多埠設計,免換網路線即可輕鬆升級網路效能

在連接埠方面,如前述採用3埠10GbE SFP+光纖埠及8埠1GbE乙太網路埠的設計。其中第11埠為SFP+/10GBASE-T複合埠(Combo Port),可在光纖(SFP+接頭)或銅纜(RJ45接頭)擇一安裝,也就是最多可以串接共11款高低速網路裝置。值得說明的是那個RJ45複合埠,可相容10GBASE-T及Multi-Gigabit NBASE-T標準,能支援五速(10G / 5G / 2.5G / 1G / 100M)的網路標準,能自動切換到最快速的模式,可運用在具有2.5G / 5G甚至10G網路卡的電腦裝置或周邊設備。

交換器的連接埠:左邊1到8皆是1GbE RJ45埠,提供一般電腦或裝置使用,右邊9到11則都是10GbE SFP+埠,其中第11埠為SFP+/10GBASE-T複合埠,可用來安裝光纖(SFP+接頭)及銅纜(RJ45接頭)兩種不同介面的網路裝置,提供高速網路裝置使用


安裝示意圖:左邊8組RJ45埠,可連接一般1Gbps的PC、筆電、智慧電視等裝置,而右邊的3組SFP+埠含1組RJ45 Multi-Gigabit NBASE-T埠,可用來連接高速儲存裝置(NAS)或是其他10Gbps的高速周邊裝置。並將此交換器連接到路由器,以構成完整的網路架構


這邊1到8埠,都是1GbE的RJ45埠,可連接一般RJ45網路線


這是第11埠的RJ45 10GBASE-T埠,若連到的裝置沒有達到全速(10Gbps模式),則會閃橘燈


若連接的裝置具備10Gbps功能,則會閃綠燈,並以10Gbps全速模式來運作


當然,要使用電口(RJ45)達到10GbE的速度,您所使用的RJ45線材等級也不能太差!一般來說,以目前最常見的CAT-5e線,最高可以支援到5Gbps,若使用好一點的CAT-6或CAT-6e的線,則只要在55公尺內,就能達到10Gbps,當然若想要拉更長的距離,則建議換成CAT-6A或是到CAT-7等級的線,就不用擔心速度會降低!

▼ 不同等級網路線的最高支援傳輸速度

當今網路線有區分不同等級。從下至上依序為CAT-5E、CAT-6、CAT-7


至於一般消費者比較少見的SFP+光纖埠(俗稱「光口」),這是無法直接拿一般RJ45 (俗稱「電口」)的網路線來連接的。使用者必須選擇DAC (Direct Attach Cable)連接線,來連接到這些SFP+埠,又或者可以選購市面上的10GBASE-T SFP+收發器,將交換器上的SFP+埠轉換成10GBASE-T的乙太網埠(也就是SFP+轉RJ45轉接器,俗稱光口轉電口模組),這樣就可以直接使用原RJ45網路線材,來將各種高低速裝置全部串起來。

這是DAC (Direct Attach Cable),兩邊分別為SFP+28接頭,一端接到交換器的SFP+28埠,另一端則接到裝置端之高速網路卡上的SFP+28埠


SFP+28線頭(左),與一般RJ45線頭(右)的比較


上方的SFP+28線貼有標示,與下方的一般RJ45 (標示CAT.6A) 的比較


將SFP+28線連接到交換器的第9至11埠,即可卡緊。上述兩組綠色燈表示正以10Gbps的速度高速運作


至於總頻寬方面,就算8埠RJ45與3埠SFP28+埠都有連上裝置,也不用擔心頻寬不足,因為QSW-308-1C的背板頻寬高達76Gbps,擁有絕對充足的頻寬來應付傳輸滿載的情況,讓每個連接埠都能充分發揮全速的效能。此外,QNAP的QSW系列交換器,皆符合IEEE 802.3az (節能乙太網路,簡稱EEE)的規範,能有效節能,又同時具備高效能、低延遲的特色,不僅能提升工作效率,又能省下電費!

高速網路,就是要搭配QNAP高速NAS

當您想要脫離1GbE的魔咒,升級到更高速的10GbE境界,除了電腦的網路卡全面升級、再搭配這台QNAP的10GbE交換器之外,最重要的就是要有一台支援10GbE的高速NAS了!QNAP除了提供高速網路交換器、高速NAS之外,也提供各式的網路轉換器(包括PCIe的10GbE網路卡以及Thunderbolt 3的10GbE網路轉換器),讓使用者的筆電、桌機、工作站、伺服器、NAS,能夠升級到10GbE的網路傳輸速度。

QNAP提供各式10GbE的解決方案。包括(1) 10GbE的NAS、(2) 各式10GbE網路轉換器、(3) 10GbE網路交換器(本文介紹的產品)


以下就來介紹(1)的部份,我們以QNAP TVS-682做簡介,以及這次的測試主角。

QNAP TVS-682 NAS,是一款4+2 Bay的家庭娛樂式NAS,具備HDMI輸出埠,可直接連接螢幕與輸入裝置,以進行多媒體與各式應用。此為產品外盒


產品內容。包括TVS-682 NAS主機、遙控器(及電池)、3條RJ45 Cat.5E網路線、電源線、M.2 SSD散熱片、各式螺絲,快速安裝指南/說明書


這是QNAP TVS-682 NAS的正面。提供4組3.5”的HDD槽,以及2組2.5”的SSD槽。右方有1組USB 3.0埠,以及開關鈕


下方的4組3.5” HDD槽,可安裝一般的HDD


採用免螺絲卡扣設計,輕鬆裝好3.5” NAS HDD (正面與反面)


上方的2組2.5” SSD槽,可安裝一般的SATA SSD


同樣採用免螺絲卡扣設計,輕鬆裝好2.5” SATA SSD (正面與反面)


打開NAS外蓋,裡面還有2組M.2 SATA埠。並提供兩組PCIe插槽(PCIe Gen 3 x16與PCIe Gen 3 x4各一),圖為安裝好Mellanox ConnectX-4 Lx高速網路卡的樣子


NAS的後方連接埠。上方的PCIe插槽採用2-Slot設計,右方甚至可以安裝顯示卡。左方則是SFP+ 28的網路孔。下方則是NAS本身的對外連接孔,有4埠RJ45網路孔、4組USB 3.0孔、3組HDMI埠(支援Local Display),並有2孔6.3mm的麥克風音訊輸入孔,以及1孔3.5mm的音訊輸出孔。內建兩組喇叭。右下方則是電源插孔以及電源開關


在選擇10GbE網路卡方案時,可以選擇光口的SFP+網路卡,或是電口的RJ45網路卡,以用來安裝到NAS裡面的PCIe擴充槽,或是一般電腦的PCIe插槽上。以QNAP的NAS來說,絕大多數10GbE網路卡都能支援,透過其QTS控制台的網路設定,即可看到各網路介面卡清單,以及運作中的速度模式。

這是GIGABYTE的CLN4C44網路卡,為4埠25GbE SFP+28網路卡(Mellanox ConnectX-4 Lx網路晶片),採用PCIe Gen.3 x16設計,搭配全高擋板即可安裝在NAS裡面使用


提供4埠25GbE的SPF+28孔,必須搭配光纖線才能發揮全速。或是使用DAC線來開啟10GbE的效能


若不使用SFP+28光口的網路卡,也可以使用一般RJ45電口的網路卡。圖為Aquantia AQC107 10GbE網路卡,安裝到NAS的樣子


將一般裝置接在左邊的1GbE RJ45網路埠、高速裝置以SPF+28 DAC線接在中間的10GbE SPF+埠,或CAT.6等級的RJ45線連接在右邊10GbE RJ45 Combo Port,當全部都是綠燈的全速之下,便開始享受高速的網路環境囉!


安裝Mellanox ConnectX-4 Lx (SFP+28埠)的網路卡之後,在QTS控制台下之網路介面卡清單,可以看到2組25GbE介面卡


若改安裝Aquantia AQC107 (RJ45埠)的網路卡,在QTS網路介面卡清單中,可以看到1組10GbE介面卡


在Windows 10網路狀態中,可以看到其傳輸速度為10.0 Gbps,表示正以全速模式運作中


QSW交換器效能實測

為測試出QNAP QSW-308-1C交換器的效能,以及搭配QNAP NAS的狀態下,將1GbE升級到10GbE之後,檔案傳輸效能是否能提升10倍?這次我們在NAS的設定中,將兩顆HDD以RAID 0方式做效能加速,而SSD也是一樣,將兩顆SATA 6Gbps SSD也設定成RAID 0,當作NAS的主要儲存池,並輔以HDD RAID 0來當次要儲存池。以下就是我們的測試設定。

測試平台:

●主電腦端:
CPU:AMD Ryzen 7 3800X (8C16T) @ 3.9~4.5GHz
主機板:ASUS ROG Crosshair VIII Hero
記憶體:G.Skill Trident Z Royal DDR4-3600 16GB (8GB ×2)
顯示卡:AMD Radeon RX 5700 XT 8GB GDDR6
SSD:Corsair Force MP600 NVMe Gen4 SSD 2TB(系統)
網路卡:GIGABYTE CLN4C44 (4x25 GbE SFP28埠, Mellanox ConnectX-4 Lx)
作業系統:Windows 10 Pro Build 1903 (x64)

●輔電腦端:
CPU:AMD Ryzen 5 3400G (4C8T) @ 3.7~4.2GHz
主機板:GIGABYTE X570 I AORUS PRO WIFI
記憶體:G.Skill FlareX DDR4-3200 16GB (8GB ×2)
顯示卡:AMD Radeon Vega 11 內顯
SSD:Western Digital WD Black NVMe SSD 1TB (系統)
網路卡:Aquantia AQC107 (1x10 GbE RJ45埠, AQC107)
作業系統:Windows 10 Pro Build 1903 (x64)

●交換器端:
QNAP QSW-308-1C (3x 10GbE SFP28埠, 8x 1GbE RJ45埠, 5速Multi-Gigabit RJ45埠)

●NAS端:
NAS:QNAP TVS-682 (內建4x 3.5”槽, 2x 2.5”槽, 4x 1GbE RJ45埠)
HDD:Seagate ST4000VN000-2AH166 NAS HDD 5900RPM 64GB 4TB x2
SSD:(1) Apacer AS340 SATA SSD 480GB x1
   (2) Teamgroup Vulcan SSD 500GB x1
網路卡:Aquantia AQC-107 10GbE Multi-Giga NIC (1x 10GbE RJ45埠)
NAS儲存池設定:將SSD x2與HDD x2皆設定為RAID 0加速,以求最高存取效能

以傳統1GbE網路孔來傳輸,簡單複製一個5GB的檔案,極速可以到110MB/s,這已經是1GbE網路下最好的表現了


改用10GbE網路孔來傳輸,同樣簡單複製一個5GB的檔案至NAS,極速的確可以看到有達到1.02GB/s的超高水準 (但這不是持續速度,以下有說明)


至於測試的方式,我們使用FastCopy來進行超大檔案的傳輸,檔案分成5GB與25GB兩種,並以傳送(Send-To)和接收(Receive-From)兩種傳輸方向,來測試檔案的收發效能。至於測試情境,則包含:主電腦對NAS (以HDD/SSD兩種),以及主電腦對輔電腦(SSD為主)。而傳輸速度模式則有1GbE模式,以及10GbE模式。

1GbE速度模式下的效能
先來看看傳統1GbE速度模式下,不同測試情境的測試結果。

▼ 以1GbE速度模式,進行各種檔案傳輸的測試結果:

從上述可看出,效能瓶頸就是卡在網路速度,最高只有到1Gbps,因此無論是檔案從NAS的HDD或SSD讀取出來或寫入進去,或是PC端對PC端的檔案複製,其效能最多就是110MB/s了,導致複製5GB的檔案需要46~47秒,而複製25GB的檔案則要230~255秒。所以說,1GbE的網路環境,應用在超大檔案的傳輸上,實在有夠慢啊!

10GbE速度模式下的效能
那麼,當提升到10GbE的網路環境之後,不同測試情境下會有怎樣的表現,請看下表!

▼ 以10GbE速度模式,進行各種檔案傳輸的測試結果:

哦哦!每個情境下,測試成績都有不同的結果(上述表格中紅字代表效能最佳者)。以下來一一分析:

(1) 在NAS採用雙SATA HDD (RAID 0)加速,使HDD效能加成後,各種檔案複製的測試效能,可以達到345~364MB/s的水準。相較於1GbE模式下,10GbE網路搭配HDD,傳輸速度大約能提升3.5倍!使得5GB的檔案降低到14~15秒,而複製25GB的檔案降到70~72秒。

(2) 在NAS採用雙SATA SSD (RAID 0)加速,使SSD效能加成之後,各種檔案複製的效能,可以一舉突破達到 952~1005 MB/s的水準。但是PC – NAS SSD 10GbE的25GB Send-To這項(也就是將25GB檔案從PC端複製到NAS端),速度卻只有406.75MB/s,複製檔案過程中間,傳輸速度會一度降到350MB/s上下。這是因為NAS在處理資料寫入時,會先放入快取區,然後作業系統才逐漸寫回SSD,然由於NAS也有其他背景工作在進行,因此在大檔案傳輸時,為讓每位NAS使用者享有平均效能水準,此時寫入速度會放慢。因此得到400MB/s出頭的效能表現。

不過,該檔只要存入NAS一次,以後取出的速度就很快了!以5GB檔案來說,複製時間僅要5秒左右,而25GB檔案則讀取只要大約25秒。跟1GbE速度模式下需要46秒/230秒相比,真的是快到一個不像話的程度啊!

(3) 至於PC端對PC端,雖安裝的SSD採用NVMe M.2 SSD,且循序讀寫皆有超過3000MB/s以上的水準。但實際複製檔案時,受限於網路卡本身以及PCIe頻寬的限制,使得最高可以達到810~864 MB/s,將近是1GbE速度的8~8.5倍。這樣的速度也算不錯了!以5GB檔案來說,複製時間僅要5~6秒左右,而25GB檔案則讀取只要大約29~31秒。跟1GbE速度模式下需要46秒/230秒相比,也真的快很多很多啊!

結論

檔案與資料量一直在增加,且檔案長度也越來越龐大,可是當今有線網路速度目前大多數還是停留在1GbE的速度之下,複製檔案實在太慢!當無線網路都發展已經超過1GbE的速度時,有線網路其實也應該進步才是。因此,新一代的主機板、電腦、工作站、伺服器、NAS等產品,已開始紛紛配置>1GbE (如2.5GbE、5GbE,甚至10GbE)的網路卡,而市面上也有不少Multi-Gigabit乙太網路卡或是網路轉接器,讓使用者能夠升級到更快速的有線網路環境。

然在建構10GbE的區域網路時,交換器則是最重要的主角之一,能串起各式各樣大大小小的電腦周邊裝置,讓彼此之間的資料傳輸能夠互通有無。也許商用10GbE交換器價格讓使用者下不了手,但QNAP的QSW-308-1C則提供了一個平價的選擇,讓消費者也能輕輕鬆鬆升級到10GbE的網路環境。從上述的實測中可以發現,QNAP這款10GbE交換器提供絕對充足的頻寬,讓檔案複製速度飆升到接近滿速,大幅降低大檔案傳輸所需等待的時間,可說是一款高性價比的絕佳交換器。

QNAP QSW-308-1C無網管式交換器,是您建構10GbE網路環境的絕佳選擇


再加上QNAP QSW-308-1C交換器不僅效能優異,其外表亦採用時尚輕巧造型設計,搭配無風扇、無噪音,以及可調整式電源插頭等特色,讓使用者能夠放置在家裡或辦公室的任何地方也不會突兀,提供內外皆美的使用環境!值得讓想要建構10GbE網路環境的各階使用者入手!

廠商資訊

廠商名稱:QNAP - 威聯通科技股份有限公司
廠商電話:02-2641-2000
廠商網址:www.qnap.com
建議售價:5,990元







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