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Der günstige 2,5 Gbit Netzwerk-Boost für fast jedes NAS

Geschrieben am19.04.2021 von Stefan RSS Feed
Der günstige 2,5 Gbit Netzwerk-Boost für fast jedes NAS
Die Übertragungsgeschwindigkeit in einem Netzwerk ist für ein NAS ein wichtiges Kriterium. Das Problem: die meisten NAS unterstützen Out-of-the-Box nur eine Netzwerkbandbreite von 1 Gbit/s. Und auch in unseren NAS Basic oder NAS Advanced Bauvorschlägen setzen wir aus Kostengründen noch auf normale Netzwerkschnittstellen mit 1 Gbit. Wir zeigen euch, wie ihr euer Netzwerk und euer NAS einfach und relativ günstig auf 2,5 Gbit/s aufrüsten könnt.

Dazu setzen wir auf eine QNAP QXG-2G1T-I225 2,5 GbE Netzwerkkarte* die in einen PCIe 2.0 x1 Slot passt. Das Netzwerk bauen wir mit einem Qnap QSW-1105-5T 5 Port 2,5 GbE Switch* auf, an den dann auch meine Windows 10 Eigenbau-Workstation angeschlossen wird. In dieser befindet sich das ASUS ROG Strix B550-F Gaming* Mainboard, auf welchem ein Intel I225-V Netzwerkchip mit ebenfalls 2,5 Gbits sitzt.

Zur Transparenz: wir haben die hier genutzte Hardware selbst erworben, eine Zusammenarbeit mit dem Hersteller bzw. eine Vergütung gab es nicht. Bitte unterstützt unsere unabhängige Arbeit durch euren Einkauf bei Amazon über einen unserer grünen Affiliate-Links. Danke !



Das Problem am 10 Gbit Netzwerk


Meinen ursprünglichen Plan euch direkt ein 10 Gbit Netzwerk für euer NAS zu zeigen, musste ich leider aufgeben. Nach rein wirtschaftlicher Herangehensweise ist das einfach nicht sinnvoll. Zwar sind 10 Gbit Netzwerkkarten wie z.B. die Asus XG-C100C 10 Gbit Netzwerkkarte* mittlerweile für unter 100 Euro zu bekommen, allerdings schlägt ein 10 Gbit Switch immer noch mit mindestens 500 Euro zu Buche. Dazu kommt, das z.B. der NETGEAR XS708E* (8x 10 GbE Ports) aktiv gekühlt werden muss. Preislich liegt dieser Switch bei knapp 600 Euro.

Und die maximal möglichen 1.200 MB/s, die in einem 10 Gbit Netzwerk theoretisch möglich sind, erreicht auch fast kein NAS welches ich für den privaten Einsatzzweck empfehlen würde. Selbst größere NAS erreichen meisten nur 400-600 MB/s in einem 10 Gbit Netzwerk. Eine höhere Geschwindigkeit erfordert Optimierungen und das Arbeiten mit Jumbo-Frames. Dabei wird die Paketgröße im Netzwerk erhöht um höhere Transfergeschwindigkeiten zur Lasten der Latenz zu erreichen.

Ein 2,5 Gbit Netzwerk läuft hingegen ohne weitere Optimierungen und erreicht dann die 2,5 fache Geschwindigkeit eines normalen 1 Gbit Netzwerks. Das bedeutet, dass netto statt 115-120 MB/s rund 280-290 MB/s zur Verfügung stehen ohne das es sonst einen Nachteil gibt. Dabei ist sowohl die Netzwerkkarte als auch der Switch abwärtskompatibel, man kann also 1 Gbit und 2,5 Gbit Systeme beliebig mischen.

Das ist nicht selbstverständlich, denn einige der 10 Gbit Switche unterstützen nur 1 oder 10 Gbits, die Zwischenstufen 2,5 und 5 Gbit/s werden nicht immer unterstützt.

Wenn es bei euch trotzdem ein 10 Gbit Netzwerk werden soll, dann reicht für euch eventuell der Asus XG-U2008 10 GbE Switch*, der über zwei 10 Gbit Ports verfügt und zudem acht 1 Gbit Ports besitzt.



Die Netzwerkkarte


Die hier verwendete QNAP QXG-2G1T-I225 2,5 GbE Netzwerkkarte* kostet aktuell rund 55 Euro und nutzt einen Intel I225-V Chipsatz. Dieser wird sowohl von OpenMediaVault 5.6 als auch von Unraid (ab Version 6.9.0) unterstützt.

Neben einer kurzen Einbauanleitung liegen der Karte 3 Slot-Bleche bei: Full-Height (Desktop-Gehäuse), Low-Profile sowie Low-Profile (Flat-Bracket). Das Slotblech lässt sich einfach und schnell tauschen (2 Schrauben). Baut ihr die Karte in euer NAS oder auch einen Computer ein, müsst ihr mit einem Mehrverbrauch von 1 bis 1,5 Watt rechnen.



Sind euch 55 Euro zu teuer, könnt ihr auch zu einer No-Name 2,5 GbE Netzwerkkarte (RTL8125)* für rund 40 Euro greifen. Diese günstigen Lösungen setzen fast alle auf den Realtek RTL 8125 Chipsatz. Auch dieser wird zumindest von Unraid unterstützt, für OpenMediaVault ist eventuell eine Treiberinstallation erforderlich. Von der Leistung her sollte sich der RTL 8125 identisch zum Intel I225-V Chipsatz verhalten.



Der 5-Port Switch


Wir nutzen einen Qnap QSW-1105-5T 5 Port 2,5 GbE Switch*. Dieser kostet ca. 120 Euro und besitzt 5 Ports, die alle mit 2,5 Gbit/s angesteuert werden. Der Qnap Switch ist quasi alternativlos, da es zwar einige Konkurrenzprodukte mit 2,5 Gbit/s Ports gibt, diese aber alle nur maximal zwei dieser Ports mit wirklichem 2,5 Gbit Netzwerk versorgen. Der Rest der Ports beherrscht nur den 1 Gbit Standard.



Der Switch kann entweder hingestellt oder an eine Wand befestigt werden. Eine Rack-Montage ist leider nicht möglich, da hier die seitlichen Bohrungen fehlen. Aufgrund seiner geringen Breite von nur 18 cm passt der Switch aber auch in einen 10 Zoll Netzwerkschrank.

Der Qnap QSW-1105-5T 5 Port 2,5 GbE Switch* ist passiv gekühlt und daher lautlos. Der Standby-Verbrauch liegt bei 4,2 Watt, maximal kann das Netzteil 12 Watt liefern.

Wie bereits erwähnt gibt es keine direkte Alternative zu dem 5 Port Switch. Vielleicht kommt für euch aber auch der ZyXEL XGS1210-12* in Frage, der über zwei 2,5 Gbit Ports und acht 1 Gbit Ports verfügt. Der Clou an dem ZyXEL XGS1210-12* ist, dass dieser zusätzlich noch zwei 10 Gbit SFP+ Ports besitzt, die sich auf Wunsch mit einem 10G SFP+ auf RJ45 Modul - 10GBase-T* auf einen normalen 10 GbE Port umrüsten lassen.



Installation und Einrichtung


Wir haben unseren Test mit einer frischen Installation von OpenMediaVault (Version 5.6.4) durchgeführt. Der Idle-Verbrauch unseres NAS (wir nutzen hier das ASRock J5040-ITX* aus dem NAS Basic) hat sich durch den Einbau der QNAP QXG-2G1T-I225 2,5 GbE Netzwerkkarte* von 8,4 Watt auf 9,9 Watt erhöht, was genau 1,5 Watt entspricht.

Der günstige 2,5 Gbit Netzwerk-Boost für fast jedes NAS

OpenMediaVault 5.6.4 hat die Netzwerkkarte direkt erkannt, eine Treiberinstallation war nicht erforderlich. Wie ihr OpenMediaVault ganz einfach installieren und einrichten könnt, haben wir in unserer OpenMediaVault Installationsanleitung beschrieben. Alternativ könnt ihr auch Unraid (Unraid Test) nutzen, welches sogar komplett ohne Installation auskommt und von einem USB-Stick gebootet wird.

Meine Workstation mit Windows 10 hat sich direkt mit den maximal möglichen 2,5 Gbit/s mit dem Switch verbunden. Plug-and-Play wie es sein sollte.

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Datentransfer mit 2,5 Gbit/s vs 1 Gbit/s


Damit bei meinem Test keine Begrenzung durch eines der Systeme ausgeht, nutze ich im NAS Basic eine 1TB Samsung 860 EVO*, die ca. 500 MB/s schafft. Bei konventionellen Festplatten empfiehlt es sich diese zu einem Raid-Verbund (z.B. Raid 5) in OpenMediaVault zusammenzuschließen, da diese Festplatten sonst die 2,5 Gbit Geschwindigkeit nicht immer halten können. In meiner Workstation befindet sich eine 1TB ADATA XPG Gammix S50* PCIe 4.0 M.2 SSD die ohnehin schnell genug für einen Netzwerktest ist.

Übertragen habe ich einen Ordner mit einer Größe von 15,9 GB, wobei die Dateien selbst jeweils ca. 1 GB groß waren. Zunächst habe ich dafür die onBoard 1 Gbit Netzerkkarte des NAS Basic genutzt. Hier habe ich ca. 115 MB/s erreicht. Die Übertragung hat 2 Minuten und 22 Sekunden gedauert.


Der günstige 2,5 Gbit Netzwerk-Boost für fast jedes NAS

Anschließend habe ich beide Systeme neu gestartet um einen Cache-Vorteil auszuschließen. Die Dateien wurden mit der 2,5 Gbit Netzwerkkarte in 57 Sekunden übertragen (ca. 282 MB/s). Der Geschwindigkeitsvorteil lag hier also tatsächlich bei vollen 2,5x.

Der günstige 2,5 Gbit Netzwerk-Boost für fast jedes NAS

Fazit


Die Installation der 2,5 Gbit Netzwerkkarte ist kinderleicht und erfordert lediglich einen freien PCIe 2.0 x1 Slot. Sowohl OpenMediaVault als auch Unraid unterstützen die QNAP QXG-2G1T-I225 2,5 GbE Netzwerkkarte* mit dem Intel I225-V Chipsatz von Haus aus, Windows 10 benötigt die Intel Netzwerktreiber.

Der Vorteil gegenüber einem 1 Gbit Netzwerk liegen auf der Hand: die Zeitersparnis (Faktor 2,5) ist bei größeren Datenmengen deutlich, wobei man keine Nachteile in der Latenz durch eine Änderungen der Paketgröße befürchten muss. Für 2,5 Gbit reicht die maximale Standard-Paketgröße von 1500 Bytes aus ohne zu einer Bremse zu werden. Das ist in einem 10 Gbit Netzwerk nicht so.

Der Qnap QSW-1105-5T 5 Port 2,5 GbE Switch* unterstützt zudem nicht nur Geräte mit 2,5 Gbit, sondern auch mit 1 Gbit. Ein Mischbetrieb ist also problemlos möglich.




Unsere aktuellen NAS-Zusammenstellungen in der Übersicht


Ihr habt jetzt Lust auf ein Eigenbau NAS bekommen ? Wir haben für euch eine Übersicht aller aktuellen NAS Zusammenstellungen erstellt. Diese Liste wird ständig aktualisiert und ist damit immer auf dem letzten Stand. Alle Systeme können mit einem beliebigen Betriebssystem (z.B. Windows 10, Linux oder FreeBSD) genutzt werden.

Wir nutzen als Standard-NAS Betriebssystem in unseren Artikeln OpenMediaVault, welches auf Debian Linux aufsetzt und eine Weboberfläche mit allen benötigten NAS-Funktionen zur Verfügung stellt. Linux Fachwissen wird nicht benötigt.

NameHDDsProzessorCB 15 MCECCLetztes UpdatePreis
NAS Starter 2.02Raspberry Pi 4 B*--Nein07/2019ab 67 €
NAS Basic 2.14Intel Celeron J5040 onBoard317 cbNein11/2020ab 240 €
NAS Advanced 3.0B6+AMD Athlon 3000G*388 cbNein01/2020ab 255 €
NAS Expert 3.06+Intel Pentium G5400*403 cbJa01/2020ab 455 €




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Kommentare (5)

Kommentar
Stefan (Team)
Geschrieben am17.06.2021
Der Raspberry Pi 4 B* ist für 2,5 Gbit Lan zu langsam, denn er reizt mit 105 MB/s Lesen und 55 MB/s Schreiben nicht einmal 1 Gbit (maximal möglich ca. 115 MB/s) aus.
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BarnieG
Geschrieben am16.06.2021
Hallo,

erst mal Danke für den guten Artikel.

Ist es möglich mit dem Raspi4 (NAS Starter 2.0) mit einem USB 3.0 zu 2,5 GbE-LAN-Adapter 280 MB/s zu erreichen ?

Den entsprechen Switch und die 2.schnelle LAN Karte + 2 Sata SSDs vorrausgesetzt

Bis zu welcher Geschwindigkeit geht der Raspi 4 ?

Danke
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Stefan (Team)
Geschrieben am20.04.2021
Ja Du hast recht, den Asus XG-U2008 10 GbE Switch* habe ich daher jetzt im Artikel erwähnt. Außerdem habe ich noch eine 2,5 Gbit Switch Alternative in Form des ZyXEL XGS1210-12* gefunden und auch mit aufgenommen. Dieser lässt sich auch mit einem SFP+ zu BaseT Adapter umrüsten wie von Pascal beschrieben.
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DFFVB
Geschrieben am19.04.2021
Ich bin auch direkt auf 10 GB gewechselt, aber Du hast Recht, Stefan, es ist nicht wirtschaftlich und man gibt ordentlich extra aus, obwohl man es nur selten ausnutzen kann. Das mit den Switches stimmt so nicht direkt, es gibt günstige Asus / Netgear Geräte 170 -220 EUR. Haben dann halt nur 2 Ports, aber das reicht ja auch meistens.

@Pascal: Abgesehen davon, dass man da auch bei fast 400 EUR liegt: Das wird dermaßen heiß, mx 2 so Konverter...
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Pascal
Geschrieben am19.04.2021
Erstmal danke für deinen ausführlichen Test. Als Tipp für einen 10GB Switch: Mikrotik CRS305-1G-4S+INnKostet 130 und man erhält 4 SFP+ Ports sowie einen 1GB RJ45 Port. Passende Adapter von SFP+ auf RJ45 kostet vom gleichen Hersteller ca. 60 das Stück, falls man diese benötigt.

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