通过 SMB 直通优化文件服务器的性能

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适用对象：Windows Server 2012 R2, Windows Server 2012

Windows Server 2012 R2 和 Windows Server 2012 包含一个称为 SMB 直通的功能，用来支持使用具有远程直接内存存取 (RDMA) 功能的网络适配器。 使用 RDMA 的网络适配器能够全速运行， 延迟时间非常低，CPU 使用量非常少。 对于 Hyper-V 或 Microsoft SQL Server 等工作负载，这让远程文件服务器如同本地存储一样。 SMB 直通包括：

  • 提高了吞吐量：利用高速网络的完整吞吐量，其中网络适配器以线速度协调大量数据的传输。

  • 低延迟时间：提供极其快速的网络请求响应功能，因此使远程文件存储如同直接连接的模块存储功能一样易于操作。

  • 低 CPU 使用率：在网络上传输数据时，占用较少 CPU 周期，从而为服务器应用程序保留更多空闲能量。

SMB 直通是由 Windows Server 2012 R2 和 Windows Server 2012 自动配置的。

SMB 多通道和 SMB 直通

SMB 多通道的功能是负责检测网络适配器 RDMA 功能以启用 SMB 直通。 如果未配置 SMB 多通道，则 SMB 使用常规 TCP/IP 与支持 RDMA 功能的网络适配器（所有网络适配器均提供 TCP/IP 堆栈和新的 RDMA 堆栈）。

SMB 使用 SMB 多通道检测网络适配器是否具有 RDMA 功能，然后为该单一会话创建多重 RDMA 连接（每个接口有两个）。 这允许 SMB 使用支持 RDMA-功能的网络适配器，从而提供高吞吐量、低延迟时间和较少 CPU 使用率这些功能。 此外，在使用多重 RDMA 接口时，它还具有容错功能。

备注

  • 如果您打算使用网络适配器 RDMA 功能，则不应组合支持 RDMA 功能的网络适配器。 组合时，网络适配器将不再支持 RDMA 功能。

  • 至少创建一个 RDMA 网络连接，不再使用 TCP/IP 连接（用于原始协议协商）。 然而，在 RDMA 网络连接崩溃时，系统保持 TCP/IP 连接。

本指南包含的内容

要求

SMB 直通要求如下：

使用 SMB 直通时的注意事项

  • 可以在故障转移集群中使用 SMB 直通；然而，对于 SMB 直通而言，这需要确保用于客户端访问的集群网络的强大性。 故障转移集群支持使用多个网络进行客户端访问，同时使用支持 RSS（接收方扩展技术）和 RDMA 功能的网络适配器。

  • 在 Hyper-V 管理操作系统上，使用 SMB 直通来支持 Hyper-V 在 SMB 之上的使用，并在使用 Hyper-V 存储器堆栈的虚拟机上提供存储空间。 然而，支持 RDMA 功能的网络适配器却不能直接用于 Hyper-V 客户端。 如果将支持 RDMA 功能的网络适配器连接到虚拟交换机上，自交换机上的虚拟网络适配器将不再是支持 RDMA 功能的网络适配器。

  • 如果禁用 SMB 多通道，也将同时禁用 SMB 直通。 由于 SMB 多通道用于检测网络适配器的功能，并确定网络适配器是否支持 RDMA，禁用 SMB 多通道之后，客户端将无法使用 SMB 直通。

  • Windows RT 不支持 SMB Direct。 SMB Direct 需要支持 RDMA 功能的网络适配器，但仅能用于 Windows Server 2012 R2 和 Windows Server 2012。

  • Windows Server 低端版本不支持 SMB 直通。 它仅由 Windows Server 2012 R2 和 Windows Server 2012 来支持。

启用和禁用 SMB 直通

默认情况下，安装 Windows Server 2012 R2 或 Windows Server 2012 时直接启用 SMB 直通。 SMB 客户端自动执行检测，并在确定相应配置后使用攀个网络连接。

禁用 SMB 直通

在通常情况下，无需禁用 SMB 直通，然而，在运行下面一种 Windows PowerShell 脚本时，可以将其禁用。

要禁用特定接口的 RDMA，键入：

Disable-NetAdapterRdma <name>

要禁用所有接口的 RDMA，键入：

Set-NetOffloadGlobalSetting -NetworkDirect Disabled

在客户端或服务器上禁用 RDMA 时，系统将无法使用该功能。Network Direct 是 RDMA 接口 Windows Server 2012 R2 和 Windows Server 2012 基本网络支持的内部名称。

重新启用 SMB 直通

禁用 RDMA 之后，可以通过运行下面一个 Windows PowerShell 脚本重新启用该功能。

要重新启用特定接口的 RDMA，键入：

Enable-NetAdapterRDMA <name>

要重新启用所有接口的 RDMA，键入：

Set-NetOffloadGlobalSetting -NetworkDirect Enabled

RDMA 需要在客户端和服务器上同时启用后，方可再次使用。

测试 SMB 直通的性能

通过使用下面一个程序，可以测试 SMB 直通的工作性能。

比较使用和不使用 SMB 直通进行的文件复制

要测量 SMB 直通吞吐量增量

  1. 配置 SMB 直通

  2. 测量使用 SMB 直通进行较大文件复制的时间量

  3. 在网络适配器上禁用 RDMA，请参阅启用和禁用 SMB 直通。

  4. 测量不使用 SMB 直通进行较大文件复制的时间量

  5. 重新启用网络适配器上的 RDMA，然后比较两个结果。

  6. 为避免缓存影响，应执行下列操作：

    1. 复制大量数据（处理超出内存量的大量数据的功能）。

    2. 复制数据两次，第一次复制为操作，第二次复制为定时传输。

    3. 进行每次测试前重启服务器和客户端，以便确保它们在相似条件下运行。

使用 SMB 直通执行文件复制过程中，多个网络适配器中有一个发生故障

要确认 SMB 直通的故障转移功能

  1. 确保 SMB 直通在多个网络适配器配置环境下正确工作。

  2. 运行较大文件复制。 运行复制过程中，通过断开一条电缆（或通过禁用一个网络适配器）来模拟网络路径发生的故障。

  3. 确定使用其余一个网络适配器继续传输文件复制，而未发生任何文件复制错误。

    备注

    在不使用 SMB 直通的情况下，为避免工作负载失败，确保在网络路径中断后不再执行其他工作负载。

另请参阅