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Melhorar o desempenho de um servidor de arquivos com o SMB Direct

Atualizado: fevereiro de 2013

Aplica-se a: Windows Server 2012

O Windows Server 2012 inclui um novo recurso chamado SMB Direct, que dá suporte ao uso de adaptadores de rede que têm a capacidade RDMA (Acesso Remoto Direto à Memória). Os adaptadores de rede com RDMA podem funcionar a toda a velocidade com latência muito baixa, usando muito pouco da CPU. Para cargas de trabalho como o Hyper-V ou o Microsoft SQL Server, isso permite que um servidor de arquivos remoto se pareça com um armazenamento local. O SMB Direct inclui:

  • Maior taxa de transferência: otimiza a taxa de transferência total de redes de alta velocidade nas quais os adaptadores de rede coordenam a transferência de grandes quantidades de dados na velocidade da linha.

  • Baixa latência: fornece respostas extremamente rápidas às solicitações de rede e, como resultado, faz com que o armazenamento de arquivos remoto estivesse diretamente conectado ao armazenamento em bloco.

  • Baixa utilização da CPU: usa menos ciclos da CPU ao transferir dados pela rede, o que disponibiliza mais energia para os aplicativos para servidor.

O SMB Direct é automaticamente configurado pelo Windows Server 2012.

SMB Multichannel e SMB Direct

SMB Multichannel é o recurso responsável pela detecção de capacidades RDMA de adaptadores de rede para habilitar o SMB Direct. Sem o SMB Multichannel, o SMB usa o TCP/IP normal com os adaptadores de rede compatíveis com RDMA (todos os adaptadores de rede fornecem uma pilha de TCP/IP juntamente com a nova pilha RDMA).

Com o SMB Multichannel, o SMB detecta se um adaptador de rede tem a capacidade RDMA e cria várias conexões RDMA para essa única sessão (duas por interface). Assim, o SMB pode usar a alta taxa de transferência, a baixa latência e a baixa utilização de CPU oferecidas por adaptadores de rede compatíveis com RDMA. Ele também oferecerá tolerância a falhas, se você estiver usando várias interfaces RDMA.

noteObservação
  • Não agrupe adaptadores de rede compatíveis com RDMA se pretender usar a capacidade RDMA dos adaptadores de rede. Quando agrupados, os adaptadores de rede não dão suporte ao RDMA.

  • Depois que for criada pelo menos uma conexão de rede RDMA, a conexão TCP/IP usada para a negociação de protocolo original não será mais usada. No entanto, a conexão TCP/IP será mantida, caso as conexões de rede RDMA falhem.

Neste guia

noteObservação
Este tópico inclui amostras de cmdlets do Windows PowerShell que você pode usar para automatizar alguns dos procedimentos descritos. Para obter mais informações, consulte o tópico sobre como executar um cmdlet do Windows PowerShell.

O SMB Direct requer o seguinte:

  • Pelo menos dois computadores que executem o Windows Server 2012

  • Um ou mais adaptadores de rede com capacidade RDMA. Atualmente, esses adaptadores de rede estão disponíveis em três diferentes tipos: iWARP, Infiniband ou RoCE (RDMA over Converged Ethernet).

Considerações sobre o uso do SMB Direct

  • Você pode usar o SMB Direct em um cluster de failover; entretanto, certifique-se de que as redes de cluster usadas para o acesso de clientes são adequadas para o SMB Direct. O cluster de failover dá suporte ao uso de várias redes para acesso de clientes, juntamente com adaptadores de rede compatíveis com RSS (Receive Side Scaling) e com RDMA.

  • Você pode usar o SMB Direct no sistema operacional de gerenciamento Hyper-V para dar suporte ao uso do Hyper-V no SMB, e para fornecer armazenamento para uma máquina virtual que use a pilha de armazenamento do Hyper-V. No entanto, os adaptadores de rede compatíveis com RDMA não são diretamente expostos ao cliente Hyper-V. Se você conectar um adaptador de rede compatível com RDMA a um comutador virtual, os adaptadores de rede virtual do comutador não serão compatíveis com RDMA.

  • Se você desabilitar o SMB Multichannel, o SMB Direct também será desabilitado. Como o SMB Multichannel detecta capacidades de adaptadores de rede e determina se um adaptador de rede é compatível com RDMA, o SMB Direct não pode ser usado pelo cliente quando o SMB Multichannel está desabilitado.

  • Não há suporte para SMB Direct no Windows RT. O SMB Direct exige suporte para adaptadores de rede compatíveis com RDMA, disponível somente no Windows Server 2012.

  • Não há suporte para SMB Direct em versões inferiores do Windows Server. Somente o Windows Server 2012 dá suporte a ele.

O SMB Direct é habilitado por padrão quando o Windows Server 2012 é instalado. O cliente SMB detecta e usa automaticamente várias conexões de rede quando uma configuração apropriada é identificada.

Desabilitando o SMB Direct

Normalmente, não será necessário desabilitar o SMB Direct; contudo, você pode desabilitá-lo executando um dos seguintes scripts do Windows PowerShell.

Para desabilitar o RDMA para uma interface específica, digite:

Disable-NetAdapterRdma <name>

Para desabilitar o RDMA para todas as interfaces, digite:

Set-NetOffloadGlobalSetting -NetworkDirect Disabled

Quando você desabilita o RDMA no cliente ou no servidor, os sistemas não podem usá-lo. Network Direct é o nome interno do suporte básico de rede do Windows Server 2012 para interfaces RDMA.

Reabilitando o SMB Direct

Depois de desabilitar o RDMA, é possível reabilitá-lo executando um dos scripts do Windows PowerShell a seguir.

Para reabilitar o RDMA para uma interface específica, digite:

Enable-NetAdapterRDMA <name>

Para reabilitar o RDMA para todas as interfaces, digite:

Set-NetOffloadGlobalSetting -NetworkDirect Enabled

É necessário habilitar o RDMA no cliente e no servidor para começar a usá-lo novamente.

O objetivo de usar adaptadores de rede compatíveis com RDMA e o SMB Direct é melhorar o desempenho em servidores de arquivos SMB. A lista a seguir descreve algumas dicas para ajudar a obter o desempenho ideal de seus servidores de arquivos. Observe que essas dicas não estão necessariamente relacionadas ao SMB Direct.

  • Desabilitar Estados C do processador. Você pode desabilitar Estados C usando uma configuração de BIOS para o processador durante a configuração do BIOS.

  • Definir o perfil de energia do servidor. Certifique-se de definir o perfil de energia do servidor como "alto desempenho". Isso desabilita o dimensionamento de frequência do relógio e garante que você obtenha o melhor desempenho possível. Para fazer isso, digite o seguinte no prompt de comando:

    POWERCFG.EXE /S SCHEME_MIN
    

Você pode testar o funcionamento do desempenho usando um dos procedimentos a seguir.

Compare cópias do arquivo com e sem usar o SMB Direct

  1. Configurar o SMB Direct

  2. Meça o tempo necessário para executar uma cópia de um arquivo grande usando o SMB Direct.

  3. Desabilite o RDMA no adaptador de rede, consulte Habilitando e desabilitando o SMB Direct.

  4. Meça o tempo necessário para executar uma cópia de um arquivo grande sem usar o SMB Direct.

  5. Reabilite o RDMA no adaptador de rede e compare os dois resultados.

  6. Para evitar o impacto do armazenamento em cache, execute o seguinte procedimento:

    1. Copie uma grande quantidade de dados (mais dados do que a memória é capaz de tratar).

    2. Copie os dados duas vezes, com a primeira cópia como um treino e depois medindo o tempo da segunda cópia.

    3. Reinicie o servidor e o cliente antes de cada teste para garantir que eles estejam operando em condições semelhantes.

Falhar um de vários adaptadores de rede durante a cópia de um arquivo com o SMB Direct

  1. Verifique se o SMB Direct está funcionando em uma configuração de vários adaptadores de rede.

  2. Execute a cópia de um arquivo grande. Enquanto a cópia está em execução, simule uma falha de um dos caminhos de rede desconectando um dos cabos (ou desabilitando um dos adaptadores de rede).

  3. Confirme se a cópia do arquivo continua usando um dos adaptadores de rede restantes e se não há erros de cópia do arquivo.

    noteObservação
    Para evitar falhas em uma carga de trabalho que não utilize SMB Direct, certifique-se de que não haja outras cargas de trabalho usando o caminho de rede desconectado.

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