Warum gibt es einen Unterschied in der Schreibgeschwindigkeit zwischen dd, cp, rsync und macOS Finder für ein SMB3-Laufwerk?


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Tl; dr - Wir können den Grund für die begrenzte Schreibgeschwindigkeit von 60 MB / s auf unseren NAS über SMB und AFP von zwei verschiedenen Mac-Clients nicht finden. Zum Vergleich: Ein alter Windows 7-Laptop im selben Netzwerk schreibt konstant 100 MB / s.

Wenn Sie diese Frage zum ersten Mal lesen, fahren Sie mit dem Abschnitt Update 4 fort . rsyncist der Hauptgrund für die niedrige Geschwindigkeit, obwohl wir nicht verstehen, warum (für eine einzelne Datei!).


Originalfrage: Finden Sie einen Geschwindigkeitsengpass für SMB3 / NAS mit Mac OS 10.11.5 und höher

Wir haben via rsync --progress -a /localpath/test.file /nas/test.fileauf macOS und die Kopierinfo von Windows getestet .

Der NAS ist ein DS713 + mit dem aktuellen DSM 6.0.2 (auch mit 5.x getestet) und zwei HGST Deskstar NAS SATA 4 TB (HDN724040ALE640) in RAID1 mit nur Gigabit-Ethernet-Komponenten und neuen Ethernet-Kabeln (mindestens Cat5e).

Mac-Clients machten zunächst nur 20 MB / s. Durch Anwenden des hiersigning_required=no beschriebenen Fix wurde die Schreibgeschwindigkeit über SMB2 und SMB3 auf 60 MB / s erhöht. AFP liefert auch rund 60 MB / Sek. Das Ergebnis variiert je nach Protokoll und (Mac-) Client um 5 MB / s.

Was wir schon ausprobiert haben:

Netzwerk

  1. Getestete Netzwerkleistung über iperf3. Ergebnis: 926 Mbit / s. Sieht gut aus.
  2. Versuchte Dual Link Aggregation / Bonded Network Interfaces. Keine Änderung.
  3. MTU auf 6000 und 9000 erhöht. Keine Änderung.
  4. Alle Kabel überprüft. Alles in Ordnung, zumindest Cat5e, in gutem Zustand.

Festplatten

  1. Checked SMART Sieht gesund aus.
  2. Getestet Schreibgeschwindigkeit direkt auf die Festplatte mit dd if=/dev/zero of=write.test bs=256M count=4mit verschiedenen bsund countEinstellungen (128/8, 512M / 2, 1024/1). Ergebnis: ca. 120 MB / s (abhängig von Blockgröße / Anzahl)

SMB / AFP

  1. Vergleich von SMB2, SMB3 und AFP. Ungefähr gleich.
    Siehe Update unten: Falsche Methode zum Ausschließen der SMB-Implementierung von macOS. SMB unter Windows ist schneller, neue SMB-Einstellungen unter MacOS 10.11 und 10.12 sind möglicherweise der Grund.
  2. Versucht, die SMB-Einstellungen zu optimieren, einschließlich der Socket-Optionen (gemäß dieser Anleitung )
  3. Versuchte andere Version der verzögerten Bestätigungseinstellungen und rsync --sockopts=TCP_NODELAY(Kommentare)

Keine wesentliche Änderung der Schreibgeschwindigkeit. Wir haben doppelt überprüft, ob die Konfiguration wirklich geladen ist und wir haben die richtige smb.conf bearbeitet .

System

  1. Überwachte CPU- und RAM-Auslastung. Nichts geht über die Maßen. CPU ca. 20%, RAM ca. 25% während der Übertragung.
  2. Testete den gleichen NAS mit DSM 5.xx in einem fast sofort einsatzbereiten Setup. Keine zusätzliche Software installiert. Hinweis: Wir haben zwei davon an verschiedenen Standorten. Sie sind über CloudSync von Synology synchronisiert. Gleiches Ergebnis.
  3. Deaktiviert alles Unnötige, was Systemressourcen beanspruchen könnte.

Wir denken, dass dies ein eher Standard-Setup ist, keine ausgefallenen Anpassungen, Clients oder Netzwerkkomponenten. Nach den von Synology veröffentlichten Metriken sollte der NAS 40 MB / s bis 75 MB / s schneller sein. Aber wir können den Engpass einfach nicht finden.

Clients / NAS

Bei den Mac-Clients handelt es sich um einen MacPro 5,1 (standardmäßige verkabelte Netzwerkkarte mit 10.12.3 (16D32)) und einen MacBookPro 10,1 (Thunderbolt-Netzwerkadapter mit 10.11.6), die nur etwa 2 m vom NAS entfernt sind und über dasselbe Kabel laufen Gigabit-Switch als Windows-Laptop im Test.

Wir haben zwei dieser NAS an verschiedenen Standorten und die Ergebnisse sind identisch. Der Sekunden-NAS ist mehr oder weniger werkseitig voreingestellt (nicht einmal Software von Drittanbietern installiert). Nur zwei mit RAID1, EXT4 formatierte Festplatten werden über Synology CloudSync mit dem anderen NAS synchronisiert. Wir sind so weit gegangen, eine direkte Verbindung mit dem NAS ohne den Switch herzustellen, dasselbe Ergebnis.

Wichtiges Update

Die Methode zum Ausschließen der SMB-Implementierung von macOS / OS X war falsch. Ich habe es über eine virtuelle Maschine getestet, unter der Annahme, dass es eine eigene Version von SMB verwenden würde, aber der Datenverkehr wird offensichtlich an macOS weitergeleitet und läuft über die Version von SMB.

Mit einem Windows-Laptop konnte ich jetzt durchschnittlich 100 MB / s erreichen. Das Anzeigen der SMB-Implementierung / -Updates in 10.11 und 10.12 kann zu einer schlechten Leistung führen. Auch wenn auf gesetzt signing_requiredist no.

Wäre toll, wenn jemand auf weitere Einstellungen hinweisen könnte, die sich mit den Updates möglicherweise geändert haben und die Leistung beeinträchtigen könnten.

Update 2 - neue Erkenntnisse

AndrewHenle wies in den Kommentaren darauf hin, dass ich den Verkehr mit Wireshark detaillierter untersuchen sollte, um mehr Einsichten zu erhalten.

Ich lief daher sudo tcpdump -i eth0 -s 65535 -w tcpdump.dumpauf dem NAS, während ich zwei Testdateien übertrug, eine mit 512 MB und eine mit 1 GB. Und inspizierte die Müllhalde mit Wireshark.

Was ich fand:

  1. Sowohl OS X als auch Windows scheinen SMB2 zu verwenden, obwohl SMB3 auf dem NAS aktiviert ist (zumindest laut Wireshark).
  2. OS X scheint bei der MTU zu bleiben . Die Pakete haben 1514 Bytes, was zu mehr Netzwerk-Overhead und gesendeten Paketen führt (sichtbar in den Dumps).
  3. Windows scheint Pakete mit bis zu 26334 Bytes zu senden (wenn ich die Daten richtig gelesen habe! Bitte überprüfen.), Auch wenn die MTU dies nicht zulassen sollte, da sie auf dem NAS auf 1500 eingestellt ist, wäre die maximale Einstellung dort 9000 (Synology also) verwendet die Einstellung 1500 für ihre Tests).
  4. Der Versuch, macOS durch Hinzufügen smb_neg=smb3_onlyder Datei /etc/nsmb.conf zur Verwendung von SMB3 zu zwingen, funktionierte nicht oder führte zumindest nicht zu schnelleren Übertragungen.
  5. Das Ausführen rsync --sockopts=TCP_NODELAYmit verschiedenen Kombinationen von TCP-Einstellungen für verzögerte Bestätigung (0 bis 3) hatte keine Auswirkung (Hinweis: Ich habe den tcpdump mit der Standard-Bestätigungseinstellung 3 ausgeführt).

Ich habe 4 Speicherauszüge als CSV-Dateien erstellt, 2 beim Kopieren von 512 MB (Testdatei) und 2 beim Kopieren von 1024 MB (Testdatei). Sie können die Wireshark-Exporte hier herunterladen (25,2 MB). Sie sind platzsparend mit einem Reißverschluss versehen und werden selbsterklärend benannt.

Update 3 - smbutil Ausgabe

Ausgabe von smbutil statshares -awie von harrymc in den Kommentaren angefordert .

==================================================================================================
SHARE                         ATTRIBUTE TYPE                VALUE
==================================================================================================
home
                              SERVER_NAME                   server-name._smb._tcp.local
                              USER_ID                       502
                              SMB_NEGOTIATE                 SMBV_NEG_SMB1_ENABLED
                              SMB_NEGOTIATE                 SMBV_NEG_SMB2_ENABLED
                              SMB_NEGOTIATE                 SMBV_NEG_SMB3_ENABLED
                              SMB_VERSION                   SMB_3.0
                              SMB_SHARE_TYPE                DISK
                              SIGNING_SUPPORTED             TRUE
                              EXTENDED_SECURITY_SUPPORTED   TRUE
                              LARGE_FILE_SUPPORTED          TRUE
                              OS_X_SERVER                   TRUE
                              QUERYINFO_NOT_SUPPORTED       TRUE
                              DFS_SUPPORTED                 TRUE
                              MULTI_CREDIT_SUPPORTED        TRUE

--------------------------------------------------------------------------------------------------

Beachten Sie Folgendes: Ich bin sicher SIGNING_SUPPORTED, truedass die Einstellung in der Konfiguration nicht funktioniert , wenn Sie hier sind. Aber nur das es vom NAS unterstützt wird. Ich habe dreifach überprüft, ob das Ändern der signing_requiredEinstellung in meiner Konfiguration Auswirkungen auf die Schreibgeschwindigkeit hat (~ 20 MB / s bei aktivierter Einstellung, ~ 60 MB / s bei deaktivierter Einstellung).

Update 4 - Samba Wars: Eine neue Hoffnung

Es fühlt sich etwas peinlich an, aber das Hauptproblem scheint auch hier die Messung zu sein.

Stellt sich heraus, rsync --progress -akostet etwa 30 MB / s Schreibgeschwindigkeit. Schreiben mit dddirektem Zugriff auf die SMB-Freigabe und Verwenden time cp /local/test.file /NAS/test.filesind mit ca. 85-90 MB / s schneller und der anscheinend schnellste Weg zum Kopieren ist der macOS Finder mit ca. 100 MB / s (was auch die am schwierigsten zu messende Methode ist, da es keine gibt) Zeit- oder Geschwindigkeitsanzeige - wer braucht das, oder? Wir haben es gemessen, indem wir zuerst eine 1-GB-Datei und dann eine 10-GB-Datei mit einer Stoppuhr kopiert haben.

Was wir seit dem letzten Update dieser Frage versucht haben.

  1. Kopieren Sie vom Mac-Client zum Mac-Client. Beide haben SSDs (MacPro schreibt mit 250 MB / s auf eigene Disc, MacBook Pro mit 300 MB / s). Ergebnis: magere 65 MB / s beim ddSchreiben von MacBook Pro auf MacPro ( rsync25 MB / s). Die 25 MB / s zu sehen war der Moment, als wir anfingen, rsync in Frage zu stellen. Trotzdem sind 65 MB / s extrem langsam. Die SMB-Implementierung unter macOS scheint also ... fragwürdig.
  2. Versuchte verschiedene Ack-Einstellungen mit dd und cp - kein Glück.
  3. Schließlich haben wir eine Möglichkeit gefunden, alle verfügbaren nsmb.conf-Optionen aufzulisten. Es ist einfach man nsmb.conf. Achtung die Online-Version ist veraltet!

Also haben wir noch ein paar Einstellungen ausprobiert, darunter:

notify_off=yes
validate_neg_off=yes
read_async_cnt=16
write_async_cnt=16
dir_cache_async_cnt=40
protocol_vers_map=4
streams=no
soft=yes

Hinweis: smb_neg=smb3_onlyist - wie ich bereits erwartet habe - keine gültige Einstellung. protocol_vers_map=4sollte das gültige Äquivalent sein.

Wie auch immer, keine dieser Einstellungen hat einen Unterschied für uns gemacht.

Neue Fragen auf einen Blick

  1. Warum ist rsync so teuer, um eine (1!) Datei zu kopieren? Hier gibt es nicht viel zu synchronisieren / vergleichen, oder? Der tcpdump zeigt auch keinen möglichen Overhead an.

  2. Warum sind ddund cplangsamer als der MacOS Finder beim Übertragen auf eine SMB-Freigabe? Beim Kopieren mit Finder scheint die TCP-Kommunikation deutlich weniger Bestätigungen zu enthalten. (Nochmals: Die Einstellung ack hat zB delayed_ack=1für uns keinen Unterschied gemacht.)

  3. Warum scheint Windows die MTU zu ignorieren und sendet deutlich größere und damit weniger TCP-Pakete, was im Vergleich zu allem, was über macOS möglich ist, die beste Leistung erbringt.

So sehen die Pakete von macOS aus (ständig 1514)

"TCP","1514","[TCP segment of a reassembled PDU]"
"TCP","66","445  >  56932 [ACK] Seq=6603 Ack=35239 Win=4505 Len=0 TSval=520980697 TSecr=650208630"

Und das kommt von Windows (bis zu 26334, in der Größe unterschiedlich)

"SMB2","1466","Write Request Len:65536 Off:196608 File: test.file"
"TCP","26334","[TCP segment of a reassembled PDU]"
"TCP","7354","[TCP segment of a reassembled PDU]"
"TCP","54","445  >  49220 [ACK] Seq=6831 Ack=267030 Win=4074 Len=0"

Sie können hier die vollständige CSV- Datei herunterladen (25,2 MB). Die Dateinamen erläutern, was kopiert wurde (Betriebssystem, Übertragungsmethode und Dateigröße).


SMB wird nicht von VMs an das Betriebssystem des Hosts übergeben, VMs emulieren perfekt einen realen Computer und wissen nicht, dass sie virtualisiert sind. Durch die Virtualisierung entsteht jedoch ein gewisser Overhead, und VMs leiten die gesamte Netzwerkkommunikation notwendigerweise über den Host, was ebenfalls suboptimal sein kann.
Gronostaj

@gronostaj das ist, was ich auch gedacht habe. Aber ich denke, die Ergebnisse der Schreibgeschwindigkeit sind zu ähnlich für einen Zufall, beide sehr nahe an 60 MB / s. Der "echte" Windows-Laptop hingegen machte 100 MB / s in verschiedenen Läufen. Die VM-Leistung ist jedoch ohnehin nicht der Hauptaspekt des Problems. Meine Tests legen nahe, dass die aktuelle OS X-SMB-Implementierung Einstellungen (wahrscheinlich mit 10.11 und 10.12) eingeführt hat, die die SMB-Verbindungen erheblich verlangsamen. Aber ich habe keine Ahnung, wo ich als nächstes suchen soll, abgesehen davon, dass ich nicht unterschreibe.
Woerndl

Mit einem Windows-Laptop konnte ich jetzt durchschnittlich 100 MB / s erreichen. Das Anzeigen der SMB-Implementierung / -Updates in 10.11 und 10.12 kann zu einer schlechten Leistung führen. Möglicherweise stimmt dies, aber es gibt auch viele andere Unterschiede zwischen diesem Windows-Laptop und Ihren OS X-Installationen, die nur 60 MB / s erreichen. Auch Netzwerktreiber, Netzwerkeinstellungen, Hardware und vieles mehr könnten dazu beitragen. Es braucht nicht viel Zeit, um die Leistung von 100 MB / Sek. - was fast der Grenze von Gigabit-Ethernet entspricht - auf 60 MB / Sek. Zu senken.
Andrew Henle

@ AndrewHenle absolut. Ich muss hinzufügen, dass wir dies mit zwei verschiedenen Macs (MacPro 5.1 und MacBookPro 10.1) und zwei identischen NAS versucht haben. Die gleichen Ergebnisse erzielen. Direkt verbunden, auch ohne andere Netzwerkkomponenten wie Switches zwischen. Dies verringert die Wahrscheinlichkeit, dass z. B. die Netzwerkhardware des Mac oder die Treiber dafür verantwortlich sind. Aber ich bin sehr offen für Vorschläge, um das Problem noch weiter einzugrenzen.
Woerndl

@awenro Können Sie mindestens die Paketgrößen und -zeiten für die Übertragungen vom schnelleren Windows-Laptop und den langsameren OS X-Computern erfassen? Ein Unterschied würde Ihnen zumindest einige Daten geben, mit denen Sie beginnen. Nur eine Vermutung, aber wie ist die OS X-Einstellung für Nagles Algorithmus / verzögerte TCP-Bestätigung im Vergleich zum Windows-Laptop? Dies könnte relevant sein: shabangs.net/osx/…
Andrew Henle

Antworten:


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  1. Eine ähnliche Frage, die aber interessante Antworten hat, könnte sein, dass Sie diesen Thread besonders in Kommentar 5 prüfen können: https://bugzilla.samba.org/show_bug.cgi?id=8512#c5

Hier Zitat "Peter van Hooft". Obwohl ich nicht sicher bin, ob ich die Basis für welche / welche Linux-Distribution teste. und Version von Rsync auch. Allerdings: 1. Er überlegt, ob wir versuchen sollen, --sparse flag zu verwenden, um die Leistung zu steigern. 2. Er hat das NFS-Protokoll getestet, ist jedoch auf dasselbe Geschwindigkeitsproblem gestoßen. Daher liegt es möglicherweise nicht am Protokoll (SMB2 / 3, AFP usw.).

Wir verwenden rsync, um Daten von einem Dateiserver auf einen anderen zu kopieren, wobei NFS3- Mounts über eine 10-Gbit-Verbindung verwendet werden. Wir haben festgestellt, dass das Erhöhen der Puffergröße (als schneller Test) die Leistung erhöht. Bei Verwendung von --sparse wird die Leistung um den Faktor 50 von 2 MBit / s auf 100 MBit / s erhöht.

  1. Hier ist ein weiterer interessanter Überblick über die Leistung von rsync. https://lwn.net/Articles/400489/

LWN.net hat die Schlussfolgerung, dass Leistungsprobleme für den Kernel relevant sein können, selbst wenn der Artikel aus dem Jahr 2010 stammt. Auf NAS oder MacOS können wir nichts ändern. Dieser Artikel gibt uns jedoch einen Hinweis darauf, dass das Kernelproblem durch die Berechnung der Prüfsumme (meine Vermutung) verursacht werden kann.

Eines ist klar: Ich sollte den Kernel auf meinem Mythtv-System aktualisieren. Im Allgemeinen bieten die Kernel 2.6.34 und 2.6.35-rc3 eine bessere Leistung als der alte Kernel 2.6.27. Aber, basteln oder nicht, rsync kann immer noch nicht einen einfachen cp schlagen, der mit über 100MiB / s kopiert. Tatsächlich benötigt rsync für einfache lokale Kopien sehr viel CPU-Leistung. Bei der höchsten Frequenz benötigte cp nur 0,34 + 20,95 Sekunden CPU-Zeit, verglichen mit den 70 + 55 Sekunden von rsync.

Auch Zitat Kommentare hat dies:

Beachten Sie, dass rsync immer überprüft, ob jede übertragene Datei auf der Empfängerseite korrekt rekonstruiert wurde, indem eine Prüfsumme für die gesamte Datei überprüft wird, die beim Übertragen der Datei generiert wird

Update 1 : Mein Fehler, diese Beschreibung ist für --checksum. check it here: [Verbesserte Beschreibung der Option --checksum.] PS, ich habe nicht genug Reputation, um mehr als 2 Links zu posten.

Aber ich kann dieselbe Beschreibung nicht auf der rsync-Manpage finden, daher schätze ich, dass jemand unter Fettdruck darüber spricht:

Rsync findet Dateien, die mithilfe eines "Quick Check" -Algorithmus (standardmäßig) übertragen werden müssen , der nach Dateien sucht, deren Größe oder die zuletzt geänderte Zeit geändert wurde. Alle Änderungen an den anderen beibehaltenen Attributen (wie von den Optionen angefordert) werden direkt in der Zieldatei vorgenommen, wenn die Schnellprüfung anzeigt, dass die Daten der Datei nicht aktualisiert werden müssen.

Vergleichen Sie daher mit cp / tar / cat. Wenn Sie mit rsync mehrere kleine oder große Dateien kopieren, kann dies zu Leistungsproblemen führen. ABER da ich den Quellcode von rsync nicht lesen kann, kann ich nicht bestätigen, dass dies der ultimative Grund ist.

meine idee ist immer wieder zu überprüfen:

  1. Welche rsync-Version verwendet awenro zum Testen? Könnten Sie auf die neueste Version aktualisieren?
  2. Mal sehen, was ausgegeben wird, wenn --stats und -v mit --debug = FLAGS verwendet werden

Flaggen

--stats Hiermit wird rsync angewiesen, eine ausführliche Statistik über die Dateiübertragung zu drucken. Auf diese Weise können Sie feststellen, wie effektiv der rsync-Algorithmus für Ihre Daten ist.

--debug = FLAGS Mit dieser Option können Sie die Debug-Ausgabe, die Sie anzeigen möchten, genau steuern. Auf einen Namen eines einzelnen Flags kann eine Ebenennummer folgen, wobei 0 bedeutet, dass dieser Ausgang stummgeschaltet wird, wobei 1 der Standardausgangspegel ist, und höhere Zahlen die Ausgabe dieses Flags erhöhen (für diejenigen, die höhere Ebenen unterstützen). Mit --debug = help können Sie alle verfügbaren Flag-Namen anzeigen , was sie ausgeben und welche Flag-Namen für jede Erhöhung der ausführlichen Ebene hinzugefügt werden.

Zum Schluss würde ich empfehlen, diesen Zusatzbeitrag zu lesen, um mehr darüber zu erfahren.
"So übertragen Sie große Datenmengen über das Netzwerk" moo.nac.uci.edu/~hjm/HOWTO_move_data.html


Können Sie die relevanten Informationen hier einfügen?
Bertieb

Dies mag theoretisch die Frage beantworten, aber es wäre vorzuziehen , die wesentlichen Teile der Antwort hier aufzunehmen und den Link als Referenz bereitzustellen.
Stephen Rauch

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Rsync / ssh verschlüsselt die Verbindung smb nicht, wenn ich mich richtig erinnere. Wenn es sich nur um eine Datei handelt, kann möglicherweise ein System diese Datei lesen und das andere nicht. Beachten Sie auch, dass Sie "Giganten" / "Jumbo-Frames" -Pakete aktivieren müssen, um eine MTU über 1514 zu haben. Das zweite, was zu beachten ist, ist, dass "Riesen" / "Jumbo Frames" an beiden Enden und an ALLEN ZWISCHEN aktiviert sein müssen.

1514 sind die normalen Ethernet-Frames. 6k-9k-Frames werden je nach Betriebssystem / Anwendung als Riesen oder "Jumbo-Frames" bezeichnet

Ich durchschnittlich 80 MB / s zwischen meinem NAS (ein PC mit VMs, einer der VMs ist der NAS) und meiner Station (ein PC) mit SFTP (unter Verwendung von SSHFS) [Riesen nicht aktiviert] und das Gerät dazwischen ist eine Microtik 2011 (wird ausgeführt) nur Tru-Switch-Chip)

Denken Sie daran, dass die MTU zwischen zwei Punkten ausgehandelt wird und dass auf einem Pfad möglicherweise mehrere MTUs mit unterschiedlicher Kapazität vorhanden sind und dass die MTU die niedrigste verfügbare ist.

Bearbeiten: SMB ist nicht sehr effizient für Dateiübertragungen.

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