Melhorar o Desempenho de um Servidor de Ficheiros com SMB Direto

Artigo
08/03/2016

Aplica-se a: Windows Server 2012 R2, Windows Server 2012

O Windows Server 2012 R2 e o Windows Server 2012 incluem uma funcionalidade denominada SMB Direto, que suporta a utilização de adaptadores de rede com capacidade Acesso Remoto Direto à Memória (RDMA). Os adaptadores de rede com RDMA podem funcionar em velocidade total com latência muito baixa, com uma utilização de CPU muito reduzida. Para cargas de trabalho como Hyper-V ou Microsoft SQL Server, isto permite que um servidor de ficheiros remoto se assemelhe ao armazenamento local. O SMB Direto inclui:

Maior débito: tira partido do débito total das redes de alta velocidade, onde os adaptadores de rede coordenam a transferência de grandes quantidades de dados à velocidade de linha.
Baixa latência: proporciona tempos de resposta extremamente rápidos a pedidos de rede e, como resultado, faz com que o armazenamento de ficheiros remoto pareça estar ligado diretamente ao armazenamento de blocos.
Baixa utilização da CPU: utiliza menos ciclos da CPU ao transferir dados através da rede, o que deixa mais energia disponível para as aplicações de servidor.

O SMB Direto é configurado automaticamente pelo Windows Server 2012 R2 e Windows Server 2012.

SMB Multicanal e SMB Direto

O SMB Multicanal é a funcionalidade responsável por detetar as capacidades RDMA dos adaptadores de rede para ativar o SMB Direto. Sem o SMB Multicanal, o SMB utiliza o protocolo TCP/IP normal com os adaptadores de rede com capacidade RDMA (todos os adaptadores de rede fornecem uma pilha de TCP/IP juntamente com a nova pilha de RDMA).

Com o SMB Multicanal, o SMB deteta se um adaptador de rede tem a capacidade RDMA e, em seguida, cria várias ligações RDMA para essa sessão única (duas por interface). Isto permite ao SMB utilizar débito elevado, baixa latência e baixa utilização da CPU fornecidos pelos adaptadores de rede com capacidade RDMA. Também proporciona tolerância a falhas adequada se estiver a utilizar várias interfaces RDMA.

Nota

Não deve atribuir os adaptadores de rede com capacidade RDMA à mesma equipa se tencionar utilizar a capacidade RDMA dos adaptadores de rede. Quando atribuídos à mesma equipa, os adaptadores de rede não suportarão a capacidade RDMA.
Depois de ser criada, pelo menos, uma ligação de rede RDMA, a ligação de TCP/IP utilizada para a negociação de protocolo original deixa de ser utilizada. No entanto, a ligação de TCP/IP é retida em caso de falha das ligações de rede RDMA.

Neste manual

Requisitos

O SMB Direto requer o seguinte:

Pelo menos, dois computadores com o Windows Server 2012 R2 ou o Windows Server 2012
Um ou mais adaptadores de rede com capacidade RDMA. Atualmente, estes adaptadores de rede estão disponíveis em três tipos diferentes: iWARP, Infiniband ou RoCE (RDMA sobre Ethernet Convergida). Utilize as ligações abaixo para obter informações adicionais sobre cada um destes tipos de adaptadores de rede com capacidade RDMA:

Considerações quando utilizar o SMB Direto

Pode utilizar o SMB Direto num cluster de ativação pós-falha. No entanto, tem de se certificar de que as redes de cluster utilizadas para acesso de cliente são adequadas para o SMB Direto. O clustering de ativação pós-falha suporta a utilização de várias redes para acesso de cliente, juntamente com adaptadores de rede com capacidade RSS (Dimensionamento do Lado da Receção) e RDMA.
Pode utilizar o SMB Direto no sistema operativo de gestão de Hyper-V para suportar a utilização de Hyper-V com SMB e fornecer armazenamento para uma máquina virtual que utilize a pilha de armazenamento de Hyper-V. No entanto, os adaptadores de rede com capacidade RDMA não são expostos diretamente a um cliente Hyper-V. Se ligar um adaptador de rede com capacidade RDMA a um comutador virtual, os adaptadores de rede virtuais do comutador não terão capacidade RDMA.
Se desativar o SMB Multicanal, o SMB Direto também é desativado. Uma vez que o SMB Multicanal deteta as capacidades dos adaptadores de rede e determina se um adaptador de rede tem capacidade RDMA, o cliente não pode utilizar o SMB Direto se o SMB Multicanal estiver desativado.
O SMB Direto não é suportado no Windows RT. O SMB Direto requer o suporte de adaptadores de rede com capacidade RDMA, disponível apenas no Windows Server 2012 R2 e no Windows Server 2012.
O SMB Direto não é suportado em versões de nível inferior do Windows Server. É suportado apenas no Windows Server 2012 R2 e no Windows Server 2012.

Ativar e desativar o SMB Direto

O SMB Direto está ativado por predefinição quando o Windows Server 2012 R2 ou o Windows Server 2012 está instalado. O cliente SMB deteta e utiliza automaticamente várias ligações de rede, se for identificada uma configuração apropriada.

Desativar o SMB Direto

Normalmente, não terá de desativar o SMB Direto, no entanto, pode desativá-lo executando um dos seguintes scripts do Windows PowerShell.

Para desativar o RDMA para uma interface específica, escreva:

Disable-NetAdapterRdma <name>

Para desativar o RDMA para todas as interfaces, escreva:

Set-NetOffloadGlobalSetting -NetworkDirect Disabled

Quando desativar o RDMA no cliente ou no servidor, os sistemas não poderão utilizá-lo.NetworkDirect é o nome interno para o suporte de redes base do Windows Server 2012 R2 e do Windows Server 2012 para interfaces RDMA.

Reativar o SMB Direto

Depois de desativar o RDMA, pode reativá-lo executando um dos seguintes scripts do Windows PowerShell.

Para reativar o RDMA para uma interface específica, escreva:

Enable-NetAdapterRDMA <name>

Para reativar o RDMA para todas as interfaces, escreva:

Set-NetOffloadGlobalSetting -NetworkDirect Enabled

Tem de ativar o RDMA no cliente e no servidor para começar a utilizá-lo novamente.

Testar o desempenho do SMB Direto

Pode testar a forma como o desempenho está a funcionar utilizando um dos procedimentos seguintes.

Comparar uma cópia de ficheiros com e sem utilização do SMB Direto

Para medir o débito aumentado do SMB Direto

Configurar o SMB Direto
Meça a quantidade de tempo para executar uma cópia de ficheiros grandes utilizando o SMB Direto.
Para desativar o RDMA no adaptador de rede, consulte Ativar e desativar o SMB Direto.
Meça a quantidade de tempo para executar uma cópia de ficheiros grandes sem utilizar o SMB Direto.
Reative o RDMA no adaptador de rede e, em seguida, compare os dois resultados.
Para evitar o impacto da colocação em cache, deve fazer o seguinte:
1. Copie uma grande quantidade de dados (mais dados do que a memória consegue processar).
2. Copie os dados duas vezes, com a primeira cópia como prática e, em seguida, temporize a segunda cópia.
3. Reinicie o servidor e o cliente antes de cada teste para se certificar de que funcionam em condições semelhantes.

Falhar um dos vários adaptadores de rede durante uma cópia de ficheiros com SMB Direto

Para confirmar a capacidade de ativação pós-falha do SMB Direto

Certifique-se de que o SMB Direto está a funcionar numa configuração com vários adaptadores de rede.
Execute uma cópia de ficheiros grandes. Durante a execução da cópia, simule uma falha de um dos caminhos de rede ao desligar um dos cabos (ou ao desativar um dos adaptadores de rede).
Confirme se a cópia de ficheiros continua a utilizar um dos restantes adaptadores de rede e que não existem erros de cópia de ficheiros.

Nota

Para evitar falhas de uma carga de trabalho que não utiliza o SMB Direto, certifique-se de que não existem outras cargas de trabalho a utilizar o caminho de rede desligado.