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Leistungsoptimierung für Netzwerkadapter

Letzte Aktualisierung: August 2012

Betrifft: Windows Server 2012



Dieses Thema enthält die folgenden Abschnitte:

Das Bestimmen der richtigen Feineinstellungen für Ihren Netzwerkadapter hängt von den folgenden Variablen ab:

  • Dem Netzwerkadapter und seiner festgelegten Features

  • Der durch den Server ausgeführte Arbeitsauslastungstyp

  • Der Serverhardware- und Softwareressourcen

  • Von Ihren Leistungszielen in Bezug auf den Server

Wenn Ihr Netzwerkadapter Feinstellungsoptionen bereitstellt, können Sie den Netzwerkdurchsatz und die Ressourcenverwendung optimieren, um einen maximalen Durchsatz auf Grundlage der oben beschriebenen Parameter zu erzielen.

In den folgenden Abschnitten werden einige Ihrer Feineinstellungsoptionen beschrieben.

Das Aktivieren von Netzwerkadapter-Auslagerungsfeatures ist für gewöhnlich nützlich. Manchmal ist der Netzwerkadapter jedoch nicht leistungsstark genug, um die Auslagerungsfunktionen mit hohem Durchsatz zu verarbeiten. Beispielsweise kann das Aktivieren der Segmentierungsauslagerung aufgrund begrenzter Hardwareressourcen den maximal tragfähigen Durchsatz auf einigen Netzwerkadaptern reduzieren. Wenn der reduzierte Durchsatz jedoch nicht als eine Begrenzung erachtet wird, sollten Sie Auslagerungsfunktionen aktivieren, und zwar auch für diesen Netzwerkadaptertyp.

noteHinweis
Für einige Netzwerkadapter ist es erforderlich, dass Auslagerungsfeatures für Sende- und Empfängerpfade unabhängig aktiviert werden.

RSS kann die Webskalierbarkeit und Leistung verbessern, wenn weniger Netzwerkadapter als logische Prozessoren auf dem Server vorhanden sind. Wenn der gesamte Webdatenverkehr die RSS-fähigen Netzwerkadapter durchläuft, können eingehende Webanforderungen aus unterschiedlichen Verbindungen gleichzeitig über unterschiedliche CPUs hinweg verarbeitet werden.

Es ist wichtig festzuhalten, dass die Leistung aufgrund der Logik in RSS und HTTP für die Lastenverteilung erheblich heruntergestuft wird, wenn ein Nicht-RSS-fähiger Netzwerkadapter Webdatenverkehr auf einem Server akzeptiert, der über mindestens einen RSS-fähigen Netzwerkadapter verfügt. In diesem Fall sollten Sie RSS-fähige Netzwerkadapter verwenden oder RSS in den Netzwerkadaptereigenschaften auf der Registerkarte Erweiterte Eigenschaften deaktivieren. Um zu bestimmen, ob ein Netzwerkadapter RSS-fähig ist, können Sie die RSS-Informationen in den Netzwerkadaptereigenschaften auf der Registerkarte Erweiterte Eigenschaften anzeigen.

Vordefinierte RSS-Profile sind neu in Windows Server 2012.

Das Standardprofil lautet „NUMA Static“ (NUMA – statisch), was das Standardverhalten von früheren Versionen des Betriebssystems ändert. Für die ersten Schritte mit RSS-Profilen können Sie die verfügbaren Profile prüfen, um nachzuvollziehen, wann sie hilfreich sind und wie sie auf Ihre Netzwerkumgebung und Hardware angewendet werden.

Wenn Sie beispielsweise den Task-Manager öffnen und die logischen Prozessoren auf Ihrem Server anzeigen und sie anscheinend für den eingehenden Datenverkehr nicht ausreichend ausgelastet sind, können Sie versuchen, die Anzahl der RSS-Warteschlangen vom Standardwert 2 auf das Maximum zu erhöhen, das durch Ihren Netzwerkadapter unterstützt wird. Ihr Netzwerkadapter verfügt möglicherweise über Optionen zum Ändern der Anzahl der RSS-Warteschlangen als Bestandteil des Treibers.

Für Netzwerkadapter, die die manuelle Konfiguration von Ressourcen gestatten wie Puffer zum Empfangen und Senden, sollten Sie die zugeordneten Ressourcen erhöhen. Einige Netzwerkadapter legen ihre Puffer zum Empfangen auf niedrige Werte fest, um vom Host zugeordneten Arbeitsspeicher zu sparen. Der geringe Wert hat verworfene Pakete und eine verringerte Leistung zur Folge. Daher sollten Sie in Szenarien, die „empfangsintensiv“ sind, die Anzahl des Pufferwerts für das Empfangen auf das Maximum festlegen.

noteHinweis
Wenn ein Netzwerkadapter die manuelle Ressourcenkonfiguration nicht zur Verfügung stellt, konfiguriert er die Ressourcen entweder dynamisch, oder die Ressourcen sind auf einen festen Wert festgelegt, der nicht geändert werden kann.

Zum Steuern der Interruptüberprüfung stellen einige Netzwerkadapter verschiedene Interruptüberprüfungsebenen, zusammengeführte Pufferparameter (manchmal getrennt für Puffer zum Senden und Empfangen) oder beide zur Verfügung.

Sie sollten die Interruptüberprüfung für CPU-gebundene Arbeitsauslastungen und den Kompromiss zwischen den CPU-Einsparungen und der Latenz mit den erhöhten Host-CPU-Einsparungen in Betracht ziehen, da hier mehr Unterbrechungen mit geringeren Latenzen vorliegen. Wenn der Netzwerkadapter keine Interruptüberprüfung ausführt, aber zusammengeführte Puffer verfügbar macht, ermöglicht Ihnen das Erhöhen der Anzahl zusammengeführter Puffer mehr Puffer zum Senden oder Empfangen, was die Leistung wiederum verbessert.

Viele Netzwerkadapter bieten Optionen zum Optimieren der betriebssystembedingten Latenz. Latenz ist die Ablaufzeit, die zwischen der Netzwerktreiberverarbeitung eines eingehenden Pakets und dem Zurücksenden des Pakets durch den Netzwerktreiber vergeht. Diese Zeit wird für gewöhnlich in Mikrosekunden gemessen. Zum Vergleich wird die Übertragungszeit für Paketübertragungen über lange Distanzen hinweg normalerweise in Millisekunden (aufgrund der größeren Größe) gemessen. Diese Feineinstellung reduziert jedoch nicht die Zeit, die ein Paket übertragen wird.

Im Folgenden finden Sie einige Vorschläge zur Leistungsfeineinstellung für mikrosekundenbezogene Netzwerke.

  • Legen Sie das Computer-BIOS auf High Performance mit deaktivierten C-Status fest. Beachten Sie jedoch, dass dies system- und BIOS-abhängig ist, und einige Systeme bieten eine höhere Leistung, wenn das Betriebssystem die Energieverwaltung steuert. Sie können Ihre Energieverwaltungseinstellungen in der Systemsteuerung anzeigen und anpassen oder indem Sie den Befehl powercfg verwenden. Weitere Informationen finden Sie unter Befehlszeilenoptionen von „Powercfg“

  • Legen Sie das Energieverwaltungsprofil des Betriebssystems auf Höchstleistung fest. Beachten Sie, dass dies nicht richtig funktioniert, wenn das System-BIOS festgelegt wurde, die Betriebssystemsteuerung der Energieverwaltung zu deaktivieren.

  • Aktivieren Sie „Enable Static Offloads“, beispielsweise „UDP Checksums“, „TCP Checksums“ und „Send Large Offload (LSO)“.

  • Aktivieren Sie RSS, wenn der Datenverkehr mehrfach gestreamt wird, wie dies bei umfangreichem Multicast-Empfangsdatenverkehr der Fall ist.

  • Deaktivieren Sie die Einstellung Interruptüberprüfung für Netzwerkkartentreiber, für die die geringstmögliche Latenz erforderlich ist. Beachten Sie, dass dies mehr CPU-Zeit in Anspruch nehmen kann und eher einen Kompromiss darstellt.

  • Verarbeiten Sie Netzwerkadapterunterbrechungen und DPCs auf einem Kernprozessor, der CPU-Cache gemeinsam mit dem Kern verwendet, der durch das Programm verwendet wird (Benutzerthread), welches das Paket verarbeitet. Die CPU-Affinitätsfeineinstellung kann zum Lenken eines Vorgangs zu bestimmten logischen Prozessoren in Verbindung mit der RSS-Konfiguration verwendet werden. Das Verwenden des gleichen Kerns für den Interrupt, DPC und Benutzermodusthread zieht eine schlechte Leistung und eine erhöhte Last nach sich, da ISR, DPC und der Thread den Kern für sich beanspruchen.

Viele Hardwaresysteme verwenden System Management Interrupts (SMI) für eine Vielzahl von Verwaltungsoptionen, dazu zählen die Berichterstellung in Bezug auf ECC-Speicherfehler (Error Correction Code, Fehlerberichtigungscode), Legacy-USB-Kompatibilität, Lüftungssteuerung und die BIOS-gesteuerte Energieverwaltung. Beim SMI handelt es sich um den Interrupt mit der höchsten Priorität auf dem System. Sie platziert die CPU in einen Verwaltungsmodus, was allen anderen Aktivitäten zuvorkommt, während sie eine Interrupt-Dienstroutine, die für gewöhnlich im BIOS enthalten ist, ausführt.

Dies kann unglücklicherweise Latenzspitzenwerte von 100 Mikrosekunden und mehr zur Folge haben. Wenn Sie die geringe Latenz erzielen müssen, sollten Sie eine BIOS-Version Ihres Hardwareanbieters beziehen, die die SMIs auf den kleinsten möglichen Grad reduziert. Diese werden häufig als BIOS mit geringer Latenz oder SMI-freies BIOS bezeichnet. In einigen Fällen ist es für eine Hardwareplattform nicht möglich, die gesamte SMI-Aktivität zu beenden, da sie zum Steuern wichtiger Funktionen (beispielsweise für die Lüfter) verwendet werden.

noteHinweis
Das Betriebssystem kann keine Kontrolle über die SMIs ausüben, da der logische Prozessor in einem speziellen Wartungsmodus ausgeführt wird, was eine Betriebssystemintervention verhindert.

Sie können die TCP-Leistung mithilfe der folgenden Elemente abstimmen.

In den folgenden Abschnitten werden Details bereitgestellt.

Vor Windows Server 2008 verwendete der Netzwerkstapel ein Fenster auf der Empfängerseite mit fester Größe, das den gesamten potenziellen Durchsatz für Verbindungen begrenzte. Eine der wichtigsten Änderungen am TCP-Stapel betrifft die automatische Optimierung des TCP-Empfangsfensters. Sie können den Gesamtdurchsatz einer einzelnen Verbindung berechnen, wenn Sie diesen festen Größenstandard verwenden als:

Gesamt erzielbarer Durchsatz in Byte = TCP-Fenster * (1 / Verbindungslatenz)

Beispielsweise beträgt der gesamt erzielbare Durchsatz nur 51 MBit/s auf einer 1-GB-Verbindung mit einer Latenz von 10 ms, was ein vernünftiger Wert für eine große Unternehmensnetzwerkinfrastruktur ist.

Mit der automatischen Optimierung kann das Fenster auf der Empfängerseite jedoch angepasst werden, und es kann wachsen, um die Anforderungen des Sendenden zu erfüllen. Es ist für eine Verbindung durchaus möglich, die vollständige Leitungsrate einer 1-GB-Verbindung zu erzielen. Netzwerkverwendungsszenarien, die in der Vergangenheit durch den insgesamt erzielbaren Durchsatz von TCP-Verbindungen möglicherweise begrenzt wurden, können das Netzwerk nun vollständig nutzen.

Die in Windows Vista und Windows Server 2008 eingeführte Windows-Filterplattform (Windows Filtering Platform, WFP) bietet APIs zu unabhängigen Nicht-Microsoft-Softwareanbietern (Independent Software Vendors, ISVs) zum Erstellen von Paketverarbeitungsfiltern. Zu Beispielen zählen Firewall- und Antivirensoftware.

noteHinweis
Ein schlecht geschriebener WFP-Filter kann die Netzwerkleistung eines Servers erheblich verschlechtern.

Weitere Informationen finden Sie unter Windows-Filterplattform im Windows Dev Center.

Die folgenden Registrierungsschlüsselwörter aus Windows Server 2003 werden nicht mehr unterstützt und in Windows Server 2012, Windows Server 2008 R2 und Windows Server 2008 ignoriert.

  • TcpWindowSize

    HKEY_LOCAL_MACHINE\System\CurrentControlSet\Services\Tcpip\Parameters
    
  • NumTcbTablePartitions

    HKEY_LOCAL_MACHINE\system\CurrentControlSet\Services\Tcpip\Parameters
    
  • MaxHashTableSize

    HKEY_LOCAL_MACHINE\system\CurrentControlSet\Services\Tcpip\Parameters
    

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