Обзор сетевых карт Zyxel XGN100C и XGN100F: или AQuantia AQC100/AQC107 против Intel' 2021

А я вот не сразу разглядел перспективность мультигигабитных сетевых соединений. Конечно, если смотреть с точки зрения ЦОД и СХД, то между 1G и 10G нет и не может быть каких-то промежуточных звеньев, но эволюция пошла другим путём: маятник качнулся в сторону IoT и концепции All-Wireless, число Wi-Fi клиентов лавинообразно выросло, и тут возникла ситуация, что для точек доступа стандарта 802.11ax, одного гигабита уже мало, а десять ещё дорого. И хотя во всём многообразии точек доступа Wi-Fi 6 есть и модели с 10-гигабитной оптикой и с 1-гигабитной медью, наиболее интересные модели среднего ценового диапазона подключаются по 2.5-гигабитной или 5-гигабитной сети Ethernet.

Если последние полгода вы провели на Луне и не знаете, какие скорости Ethernet вам потребуются для Wi-Fi 6, то вот простая таблица о том, какие скорости в каких точках доступа Wi-Fi 6 используются.

Скоростные характеристики и типы подключений точек доступа Wi-Fi 6 разного класса

начальный уровень

средний уровень

топовый уровень

Hi-End уровень

Число пространственных потоков 2.4 ГГц

2x2

от 2x2 до 4х4

4x4

4x4

Число пространственных потоков 5 ГГц

2x2

4x4

8x8

от 8х8 до 12х12

Теоретическая скорость, Гбит/с

1.2

3.6

4.9

10.75

Вид подключения

1GBase-T

2.5GBase-T

5GBase-T

10GBase-T, 10G SFP+

Ссылка на обзор точки доступа

Zyxel NWA110

TP-Link EAP660 HD

Huawei AirEngine 5760-51

Huawei AirEngine 8760-X1-Pro

Примерная цена точки доступа, USD

140

220

600

1200

Тип кабеля при подключении на номинальной скорости на разном расстоянии при питании по PoE

10 метров

CAT5E омеднённый

30 метров

CAT5 омеднённый

CAT5E омеднённый

CAT6 медный

CAT6 медный

100 метров

CAT5E медный

CAT5E медный

CAT6 медный

CAT6A медный

Применение оптики

нецелесообразно

целесообразно

Конечно, из всего мультигигабита, самым интересным выглядит стандарт 2.5GBase-T, поскольку он позволяет «бесплатно» увеличить скорость сети в 2.5 раза по сравнению с 1 гигабитом при той же кабельной инфраструктуре, то есть с тем же кабелем CAT5E. В наших тестах ранее мы убедились, что на кабелях с медной жилой скорость в 2.5 гигабита в секунду достигается на расстоянии до 100 метров, а на дешёвых кабелях с омеднёной жилой - до 30 метров. И то и другое - достаточные расстояния для размещения точек доступа под потолком в актовых залах или между длинными пролётами.

Стандарт 5GBase-T потребует для работы 250-мегагерцовый кабель 6-й категории, прокладка которого может стать настолько затратной, что лучше сразу на будущее пробрасывать оптику или 500-мегагерцовый кабель стандарта CAT7 под «десяточку», а на небольшом расстоянии от коммутатора тип кабеля не имеет значения, и CAT5E вполне себе достаточно.

Не все мультигигабитные коммутаторы одинаково полезны. Чтобы получить гордое звание "мультигигабитного", достаточно взять обычный медный "гигабитник", навесить на него пару портов 2.5GBase-T, которые внесут максимальный вклад в удорожание устройства, добавить пару 10G SFP+ слотов под оптику - и вуа-ля!

Мультигигабитный коммутатор

Мы рассматривали подобный свитч от Zyxel, и это вполне себе жизнеспособное решение для Low-cost инсталляций или применения в офисе для подключения NAS-ов. Но настоящие мультигигабитные коммутаторы для построения Wi-Fi 6 сетей, конечно, поддерживают все типы скоростей на всех портах, имеют функции управления и поддерживают PoE.

Типичный пример такого коммутатора, созданного для Wi-Fi 6, модель Zyxel XS1930-12HP мы рассматривали ранее. То есть, недостатка в мультигигабитных коммутаторах сегодня на рынке нет, а вот про сетевые карты я этого сказать не могу.

AQuantia AQC107 - спасибо за дешёвую "десяточку"

В мире сетевых контроллеров всё намного скучнее: реальных, массовых наборов мультигигабитной логики, которые продаются, устанавливаются и поддерживаются вендорами всего два: это Intel X550 и Aquantia AQC107 (оба решения мы сравнивали между собой ранее). Где-то в природе есть чипы Realtek и Broadcom BCM84880, но это такая редкость, что брать их можно лишь на свой страх и риск, а риск тут высокий, и вот почему.

Вообще, идея высокоскоростной сети по медному кабелю продвигается крайне тяжело: всё что выше 1GBase-T имеет проблемы совместимости, где-то на уровне PHY, что проявляется в таких простых вещах, как например, коммутатор не видящий сетевую карту, или подключается не выше 1 Гбит/с, и даже святой по меркам сетевых технологий Intel здесь успел наследить: сетевые карты Intel X550-T2 склонны к вылету одного из портов (я в это не верил, пока порт не сгорел на одной из плат в тестлабе), X540-T2 соединяется не со всеми коммутаторами, да и вообще бывает такое, что установив линк на 2.5 Гбит/с, точка доступа Wi-Fi никак не хочет выдавать скорость выше 900 Мбит/с, что ты ни делай. Приходится менять свитчи, менять порты, пробовать разные кабели, и чем дешевле и проще мультигигабитное оборудование, тем меньше с ним возникает проблем, а у Aquantia AQC107 этих сложностей нет. Этот чип изначально делался для HEDT сегмента настольных компьютеров, и может быть из-за встроенного PHY, может из-за однопортовости или простоты, но он наименее требовательный. Я длительное время пользовался встройкой AQuantia AQC107 на рабочем компьютере под Windows 10, и он оставил самые лучшие впечатления.

Да, AQuantia AQC107 - это игровой сетевой контроллер, который начал набирать популярность в бизнес-сегменте только после покупки компании-разработчика чипмейкером Marvell, и сегодня в продаже полным-полно сетевых карт на этом чипе от игровых брендов Asus ROG, от Gigabyte, для которых b2b сети не являются приоритетным направлением. От той же Zyxel вы хотя бы можете требовать защиту проекта в тендере и наличие подменного фонда в гарантийке, плюс - совместимость с собственными свитчами и точками доступа для сохранения монобрендовости, поэтому конечно здесь имеет смысл переплачивать за бренд.

Zyxel XGN100C

В техническом плане Zyxel XGN100C выглядит ровно так же, как и другие сетевые карты на AQC107: этот чип не требует ни сложной обвязки, ни внешнего PHY: кроме маленькой микросхемки собственно контроллера, на плате располагаются только фильтры и разводка питания. Среди них есть и термодатчик в области под радиатором, хотя в драйверах его показаний нет.

В отличии от многих игровых сетевых карт, Zyxel NG100C поставляется с полнопрофильной и низкопрофильными планками, причём конструкция порта очень интересная - под ним плата имеет вырез, а упором для фишечки RJ45 выступает сама стальная колодка. И пожалуй, за исключением этого момента, в остальном плата ничем не выделяется.

Zyxel XGN100F

Вообще, подключение Wi-Fi по оптике следует производить, когда у вас неблагоприятный электромагнитный фон, большие расстояния между устройствами или есть разность потенциалов между «землёй» на двух точках подключения. Сегодня с учётом того, что оптический кабель значительно дешевле витой пары категорий 6 и выше, я бы сказал, что оптику нужно использовать всегда. Здесь нет всех этих промежуточных скоростей вроде 2.5G и 5G, потому что нет проблемы с заменой кабеля: и 1G, и 10G и 25G работают по одной и той же паре, и если не говорить о расстоянии в километры и скоростях в 100G, то про качество кабеля вообще можно не задумываться.

Выбор NIC под оптику, как правило, так же сводится к дилемме «Intel X520 или все остальные», и здесь у Intel-а нет никаких проблем с железом: это хоть и старая плата, настоящий долгожитель, но она - образец совместимости и эталон надёжности. Так по какой причине кто-то должен покупать Zyxel XGN100F?

Сердцем контроллера является чип AQuantia AQC100, о котором известно так же мало, как и о его старшем брате, AQC107, ну разве что отсутствие PHY в корпусе чипе позволило сделать его совсем неприлично маленьким: 7х11 мм. Из стандартных функций разгрузки трафика присутствуют: Large Send Offload и TCP/UDP checksum offload, а для распараллеливания нагрузки по ядрам - Receive Side Scaling. Как видите, набор прямо скажем совсем не профессиональный, и даже SR-IOV этим адаптером не поддерживаются.

Правда, есть два момента, на которые стоит обратить внимание: первый - это поддержка огромного размера кадров (jumbo frame), аж 16384 байт, а второй - нереально низкое энергопотребление карты без трансивера: всего около 1 Вт. Это позволяет устанавливать сетевые карты Zyxel NG100F в сверхкомпактные Edge-корпуса, где есть ограничения и на длину и на TDP, ну а что касается размера кадров, то значения выше 4096 байт в сетях Ethernet ничего не дают, кроме проблем с совместимостью.

В общем, пока что всё сводится к тому, что Zyxel выпустил очень полезную, своевременную и нужную сетевую карту под витую пару и жутко переоценённую карту под оптику, которая при наличии в продаже более дешёвого и функционального адаптера Intel X520, вообще непонятно кому и зачем нужна. Ну, возможно, тестирование расставит всё по своим местам.

Тестирование

Если вы подбираете 10-гигабитный сетевой контроллер для вашей инфраструктуры, то вот что вам нужно знать: под Linux имеются хорошие встроенные драйверы для всех современных сетевых чипов, независимо от среды передачи. Под Windows 10 интегрированы только драйверы для Aquantia AQC107, а под AQC100 - надо устанавливать с сайта. Под Windows Server 2019 драйверы и для Intel и для Aquantia надо устанавливать с сайта производителя.

Что касается разноплановых разгрузок трафика, то Windows 10 не будет поддерживать их нигде, поэтому поток в 10 Гбит/с при размере пакета 512 байт легко отжирает 2-4 ГГц частотной ёмкости процессора (о частотной ёмкости читайте здесь) только под сетевые нужды. Под Windows 2019 сетевые карты AQuantia и Intel поддерживают аппаратную разгрузку пакетов, и в итоге поток в 10 Гбит/с при тех же 512-байтовых пакетах потребляет около 100-200 МГц. Под Linux ситуация зависит от дистрибутива.

Без использования больших пакетов, с настройками по умолчанию, у вас будет скорость около 2 Гбит/с, что и подтверждают наши тесты. Это ограничение связано с возможностями процессоров сетевых интерфейсов обрабатывать поток сетевых пакетов, и оно означает, что без манипуляций с настройками, в большинстве случаев 10-гигабитная сетевая карта не даст выигрыша перед 2.5-гигабитной, чип ведь один и тот же.

Измерение скорости и задержек p2p

Intel X520-DA2

Zyxel NG100F (AQuantia ARC100)

Intel X550-T2

Zyxel NG100C (AQuantia AQC107)

Интерфейс

SFP+

10GBase-T

Скорость при разном размере пакета, Мбит/с

512 байт jumbo = off

1428

926

1024 байт jumbo = off

1787

1802

1512 байт jumbo = off

1991

1922

4096 байт jumbo = 4k

6900

3265

9012 байт jumbo = 9k

9984

7932

32 Кбайт jumbo = 9k

9984

9976

Загрузка CPU, %

512 байт jumbo = off

8

2

35

2

1024 байт jumbo = off

4

3

25

18

1512 байт jumbo = off

4

2

18

22

4096 байт jumbo = 4k

17

16

10

24

9012 байт jumbo = 9k

20

12

4

32

32 Кбайт jumbo = 9K

20

12

6

34

Время ответа, мс. psping -q - i 0 -n 10s

1GBase-T

0.69

0.62

2.5GBase-T

0.78

0.61

5GBase-T

0.64

0.52

10G

0.48

0.53

0.65

0.52

Тесты показывают, что адаптеры Zyxel не уступают серверным решениям Intel, которые до сих пор широко распространены сегодня, и даже я бы сказал, что на промежуточных скоростях 2.5GBase-T работают определённо лучше. Для максимальной производительности на медном кабеле в настройках сетевой карты следует изменить значение Jumbo Frame с Off на 9Kbytes, и в большинстве случаев этого будет достаточно, чтобы раскрыть производительность сетевого интерфейса. Что касается сетевых задержек, то у Zyxel проводное подключение 5GBase-T даёт примерно то же время отклика, что и 10G по оптике, но Intel X520-DA2 всё равно остаётся недостижим по этому параметру.

Выводы

В целом, я могу сказать, что сегодня сетевые карты на чипах Aquantia не уступают своим "серверным" собратьям, и вполне могут использоваться в проектах. Zyxel предоставляет на модели XGN100C и XGN100F ограниченную 5-летнюю гарантию, что несколько больше, чем обычно у сетевого оборудования. Но тут следует оговориться, что в отличии от сетевых коммутаторов и точек доступа, которые для Zyxel являются основным продуктом, сетевые карты - это типичный референс от разработчика, ничем особенно не выделяющийся среди остальных. Розничная стоимость сетевых карт Zyxel заградительно высокая по сравнению с конкурентами, и реальная цена имеет значение уже в проектах под заказчика, где ценится монобрендовость и способность удовлетворить гарантийным требованиям. С этим у Zyxel традиционно всё в порядке.

Михаил Дегтярёв (aka LIKE OFF)
01/04.2021


Похожие статьи:

Обзор топовой точки доступа Zyxel WAX650S с технологией Secure Wi-Fi

Флагманская точка доступа с технологией Smart Antenna позволяет устанавливать VPN тоннель напрямую между собой и офисным шлюзом, чтобы пользователю были доступны все рабочие ресурсы в собственном VLAN-е. Так же теперь появилась ...

Решения Wi-Fi для HoReCa от компании Zyxel. Тестируем точки доступа WAC5302D-Sv2, WAC-500H и коммутатор GS2220-28HP

Да, пусть многие считают, что Wi-Fi - он и в Африке Wi-Fi, но беспроводная сеть в кафешке будет кардинальным образом отличаться от сети в каком-нибудь цеху или на складе. Прежде всего, надо понимать, что основные клиенты публич...

Zyxel Nebula против TP-Link Omada SDN: сравниваем системы централизованного управления сетью

В крупных корпоративных сетях со сложной топологией настоящим адом для администратора станет последовательное конфигурирование всех подключенных устройств, одного за другим. В таких случаях зачастую почти невозможно выявить оши...

Обзор Zyxel XS1930-12HP: мультигигабитный PoE коммутатор как ядро Wi-Fi 6 сети

Переходя на Wi-Fi 6 вы надеетесь, что хотя бы кабельную структуру оставите прежней, пустив по старой витой паре 2.5GBase-T? Давайте посмотрим на примере универсального PoE свитча Zyxel, как работает мультигигабитный коммутатор, ...

Обзор Zyxel USG Flex 500: тестируем скорость и изучаем возможности шлюза безопасности для предприятий

В новой серии шлюзов сделан упор на скорость работы, и в режиме «Антивирус + IDP», она LAN-WAN не опускается ниже 800 Мбит/с. Отчасти этого удалось добиться за счёт двух антивирусных движков: вам доступна либо проверка каждого ф...