اعترافات یک تازه‌وارد به دنیای شبکه‌های 10 گیگابیتی

دنیس وود، مدیرعامل و مدیر فناوری شرکت سینویت(Cinevate)، چگونگی راه‌اندازی عملی یک شبکه 10 گیگابیتی در محیط‌های پردازش و ویرایش ویدیو را برای ما روایت می‌کند. در دو بخش قبلی این مقاله، ابتدا مبانی شبکه‌های10 گیگابیتی و نیز شیوه ساخت جعبه‌ابزار نرم‌افزاری محک‌زنی این شبکه‌ها بیان شد. سپس کارایی دستگاه‌های ذخیره‌ساز تحت شبکه NAS مبتنی ‌بر این‌گونه شبکه‌ها مورد بررسی قرار گرفت. همچنین، SMB3 و مزایای آن برای شبکه‌های 10 گیگابیتی و تفاوت‌هایش با نسخه‌های قبلی آموزش داده شد. در این بخش از مقاله، به انواع راه‌حل‌های راه‌اندازی شبکه‌های 10 گیگابیتی «Plug & Play» نگاهی انداخته و یک ایستگاه کاری برای نرم‌افزارهای Adobe CC با سرعت‌ 750 مگابیت بر ثانیه سفارشی‌سازی می‌شود. پیکربندی یک سرور به همراه تجهیزات مورد نیاز پیشنهادی، بخش نهایی مقاله این شماره است.

ساخت ایستگاه کاری
در جدول 1، بخشی از قطعات سیستم پیشنهادی ساخت یک ایستگاه کاری ویرایش ویدیو فهرست شده‌اند. این فهرست شامل مجوز ویندوز 8.1 نیست. این سیستم می‌تواند به‌عنوان یک سرور نه چندان قدرتمند برای گروه‌های کاری کوچک نیز استفاده شود. در میان طرفداران شرکت ایسوس، چندین مادربورد برای استفاده در کامپیوترهای قدرتمندویرایش عکس بانرم‌افزارها ادوبی وجود دارد. مادربورد Asus Z87-A با قیمت 150 دلار با شکاف‌های توسعه PCIe برای نیازهای ما کافی است. اما مادربورد قدیمی‌تر Z77-V به خوبی از پس آزمایش‌های شبکه 10 گیگابیتی روی سرور و ایستگاه کاری برآمد.

شکل 9، یک مادربورد Z77-V با 32 گیگابایت حافظه رم، کارت RocketRaid RAID 2720 SGL و کارت شبکه اترنت 10 گیگابیتی  Intel X540-T1 است. اما ایستگاه کاری دلخواه ما شامل مادربورد Asus Z87-WS است که از دو کارت بهبود Nvidia GTX 650 Ti بهره می‌برد. این کارت‌ها با کابل SLI به مادربورد متصل می‌شوند (البته در کیس‌هایی که می‌خواهید از آن‌ها به عنوان بازی هم استفاده کنید). زیرا، هنگام استفاده از نرم‌افزارهای ادوبی باید قابلیت SLI روی کارت‌های گرافیکی ان‌ویدیا را غیرفعال کنید. نرم‌افزار Adobe Premiere CC از هسته‌های کودا (CUDA) برای رندرینگ استفاده می‌کند. با این دو کارت گرافیک، این نرم‌افزار از 1536 هسته کودا و 4 گیگابایت حافظه ویدیویی بهره خواهد جست.

 شکل9: مادربورد Asus Z77-V

کارت شبکه 10 گیگابیتی دلخواه ما، Intel X540 است که میان دو کارت گرافیک روی مادربورد نصب شده است و به سادگی توسط فن‌های خنک‌کننده کارت‌های ان‌ویدیا سرد می‌شود. اگر شما این پیکربندی را با کارت‌های گرافیکی Corsair 550D که روی سرور پیشنهادی ما نصب شده‌اند، مقایسه کنید، از نظر مدیریت کابل‌ها و اتصالات شاهد یک بهبود بزرگ خواهید بود، در نتیجه جریان هوا و خنک‌شدن کارت‌ها بهتر صورت می‌گیرد.
خنک‌کننده پردازنده Noctua NH-U12S، یکی از بهترین و مؤثرترین قطعاتی است که می‌توان در بازار یافت و اورکلاکینگ پردازنده تا سرعت 4.3 گیگاهرتز در مود توربو را پشتیبانی می‌کند. پردازنده i7 4770K نیز به هشت هسته تعریف شده در سیستم‌عامل مجهز است، بنابراین، با یک اورکلاک کوچک می‌توانید سرعت رندرینگ و ویرایش ویدیوها را به طور چشم‌گیری افزایش دهید. به عنوان یک دستگاه رندر ویدیو، ممکن است همه توان پردازنده ساعت‌ها درگیر باشد؛ آن‌وقت است که این فن خنک‌کننده کارایی خود را بروز می‌دهد. برای افزایش سرعت ایستگاه کاری، چهار ماجول حافظه رم 8 گیگابایتی و در مجموع 32 گیگابایت استفاده می‌کنیم.
این مقدار حافظه رم هنگامی که می‌خواهید از نرم‌افزار Adobe CC After Effects استفاده کنید، به کمک‌تان می‌آید و با تخصیص حافظه رم به پردازنده‌ها، سرعت رندر را افزایش خواهد داد.
اگر از نرم‌افزار After Effects استفاده نمی‌کنید، 8 یا 16 گیگابایت حافظه رم کفایت می‌کند. با این مقدار حافظه، بهبودهای خیلی کمی در نتایج آزمایش‌های نرم‌افزار Adobe Premiere CC به دست می‌آید. اکنون که پیشنهاد ما را برای پیکربندی یک ایستگاه کاری مناسب ویرایش ویدیو روی شبکه‌های 10 گیگابیتی دانستید، در ادامه برای رسیدن به یک سرور ایده‌آل می‌خواهیم به سراغ برخی جایگزین‌ها و تغییرات برویم. در شکل 10 می‌توانید ایستگاه کاری مونتاژشده را ببینید.

 شکل10:  ایستگاه کاری مناسب برای شبکه‌های 10 گیگابیتی با مادربورد Asus Z87-WS، پردازنده
 Intel i7 4770K، سی و دو گیگابایت حافظه رم، کارت گرافیک  ان‌ویدیا  GTX650 Ti  و کارت شبکه 10 گیگابیتی
 Intel X540-T1

توسعه ایستگاه‌های کاری
از مادربورد Asus Z87-WS برای ساخت ایستگاه کاری استفاده کردیم (شکل11). این مادربورد مجهز به دو درگاه شبکه اترنت یک گیگابیت و دو شکاف توسعه PCIe با پهنای‌باند کافی برای استفاده از دو کارت گرافیکی SLI است. همچنین یک شکاف توسعه برای کارت شبکه 10 گیگابیتی دارد.

 شکل11: مادربورد Asus Z87-WS

اگر به دنبال مادربورد بالاتر از Z87 برای سیستم ایستگاه کاری باشیم، باید به سراغ مادربورد ASUS P9X79-WS برویم. این مادربورد از سوکت 2011 استفاده می‌کند و بیش‌تر از دو شکاف توسعه PCIe با پهنای‌باند بالا و شکاف توسعه حافظه رم  دارد. اگر می‌خواهید روی ایستگاه کاری مخصوص ویرایش عکس/ویدیو  خود بیش‌تر از دو کارت گرافیک، یک کارت RAID و دو کارت شبکه 10 گیگابیتی نصب کنید، باید مادربوردی مانند P9X79-WS را انتخاب کنید که شکاف‌های توسعه کافی دارد (شکل 12).

 شکل12:  مادربورد ASUS P9X79-WS

محک‌زنی
از دو ابزار (PPBM5)م Premiere Pro Benchmark for CS5 و (PPBM6)م Premiere Pro Benchmark for CS6 برای انجام آزمایش‌های شبکه روی ایستگاه کاری مختص برنامه Adobe Premiere CC نسخه 2014 استفاده کردیم. این دو برنامه به طور اختصاصی برای ارزیابی سیستم‌های ویرایش ویدیو در شبکه طراحی و برنامه‌نویسی شده‌اند. در بخش‌های قبلی به طور مفصل درباره این برنامه‌ها و آدرس‌های دانلودشان و نحوه نصب‌شان صحبت کردیم. شما می‌توانید نتایج آزمایش‌ها و ارزیابی‌های قبلی این برنامه‌ها‌ را روی ایستگاه‌های کاری مختلف در شرایط و پیکربندی‌های متفاوت روی سایت آن‌ها مشاهده کنید. شکل 13، آزمایش‌های قبلی ما را با PPBM5 در سه دوره زمانی مختلف نشان می‌دهد.

 شکل13: نتایج قبلی آزمایش PPBM5

با به‌روزرسانی آزمایش‌های PPBM5 روی ایستگاه کاری جدید که مونتاژ کردیم، میانگین 10 آزمایش بالاتر از حالت قبل است. برای این آزمایش، پروژه‌ها، فایل‌های منبع، فایل‌های موقت و تمامی فایل‌های کارشده قبلی روی یک دایرکتوری یکسان ذخیره‌شده روی درایوهای محلی، NAS، سرور و... روی شبکه به اشتراک گذاشته شدند تا بارکاری زیادی ایجاد شود و بتوان ایستگاه کاری را بهتر محک‌زنی کرد. نتایج آزمایش جدید PPBM5 نشان می‌دهد که در شبکه‌های 10 گیگابیتی، ویندوز سرور 2012 با شش هارددیسک و پیکربندی RAID 5، معمولاً سریع‌‌تر از حافظه‌های SSD داخلیSamsung Evo با فعال بودن قابلیت RAPID RAM است (جدول‌2).

همچنین، می‌توانیم این‌طور نتیجه‌گیری کنیم که معمولاً شبکه‌های 10 گیگابیتی سریع‌تر از حافظه‌های SSD محلی مجهز به آخرین فناوری‌ها هستند که به‌طور مستقیم به مادربورد متصل می‌شوند و به سرعت‌های 40X محدود هستند. با توسعه سرورهای RAID به هشت درایو یا بیش‌تر روی شبکه‌های 10 گیگابیتی، به راحتی آن‌ها را از آرایه‌ حافظه‌های SSD داخلی پیش می‌اندازد، زیرا این حافظه‌ها با فناوری SATA3 حداکثر سرعت انتقال اطلاعات  500 مگابایت را دارند. اهمیت این محک‌زنی در این است که از فایل‌های ویدیوی واقعی برای ارزیابی شبکه و سیستم استفاده می‌کند که در پی آن نتایج واقعی‌تری به ثبت می‌رسد و به آن چیزی که در شبکه‌های واقعی و عملی رخ می‌دهد، نزدیک‌تر است. اکنون با مقایسه این‌ها با نتایج شبکه‌های یک گیگابیتی قدیمی، این موضوع ثابت می‌شود که چرا برای ویرایش ویدیو دیگر شبکه‌های یک گیگابیت را پیشنهاد نمی‌دهیم و باید به استفاده از شبکه‌های 10 گیگابیت رو بیاوریم. اگر مدت زمان رندر‌کردن یک ویدیو برایتان اهمیت دارد و باید خروجی در یک زمان خاص به پایان برسد، می‌توانید به سراغ کارت‌گرافیک GTX 780 قدرتمند ان‌ویدیا بروید که مدت زمان رندر ویدیو را به طور چشم‌گیری کاهش می‌دهد.

ساخت سرور
ایستگاه کاری پیشنهادی به نوعی یک سرور رده پایین نیز به شمار می‌رود، اما برای شبکه‌هایی که به یک سرور قدرتمند در شبکه‌های 10 گیگابیتی نیاز دارند، فهرست قطعات پیشنهادی سرور را ارائه داده‌ایم (جدول 3). توضیح این‌که در این فهرست هزینه مجوز ویندوز سرور 2012 یا ویندوز 8.1 نسخه 64 بیتی منظور نشده است.

اگر می‌خواهید سیستم ذخیره‌سازی خود را فقط میان دو ایستگاه کاری به اشتراک بگذارید، کافی است سرور شما از یک کارت شبکه با دو درگاه 10GbE بهره ببرد و ایستگاه‌های کاری به‌طور مستقیم به سرور یا ذخیره‌ساز وصل شوند. اما اگر سرور کنونی شما در شبکه مجهز به یک درگاه 1GbE است، راه‌حل این است که سرور را به یک بورد Supermicro X9SRH-7TF متصل کنید که مجهز به دو شکاف توسعه X8 است. خبر خوش این‌که این بورد یک کارت شبکه دو درگاهه 10GbE داخلی هم دارد. بنابراین می‌توانید یک کارت شبکه دو درگاهه 10GbE را روی این بورد سوار و حداکثر تا شش ایستگاه کاری را به سرور متصل کنید. روش پیشنهادی دیگر، استفاده از مادربورد Asus Z87-A و ویندوز 8.1 برای ساخت سرور است. شرکت‌های کوچک با دو ایستگاه کاری ویرایش ویدیو، کافی است یکی از این سیستم‌ها را به سرور/ایستگاه کاری برای نرم‌افزار Adobe CC تبدیل کنند. این سرور می‌تواند کیس 550D، شش یا هشت هارددیسک، یک کارت شبکه یک درگاهه 10GbE، اشتراک‌گذاری آرایه‌ای از هارددیسک‌ها به صورت RAID با ایستگاه کاری و اتصال مستقیم به درگاه 10GbE باشد.
در نظر بگیرید یک ذخیره‌ساز مانند QNAP TS-870 Pro با شش هارددیسک چهار ترابایتی و درگاه 10GbE در مجموع هزینه‌ای حدود 3500 دلار خواهد داشت (هزینه مجوز سیستم‌عامل سرور را محاسبه نکردیم). بنابراین، باید تصمیم بگیرید برای کسب‌وکارتان نیاز به سرور یا NAS دارید یا خیر؟ به محلی برای ذخیره‌سازی فایل‌ها روی شبکه نیاز دارید یا خیر؟

به دلایل زیر بورد سوپرمایکرو X9SRH-7TF را برای سرور پیشنهاد می‌کنیم:

1- این بورد با یک کارت شبکه  Intel X540 دو درگاهه مجتمع‌شده است. بنابراین، هزینه کم‌تری نسبت به خرید دو کارت شبکه 10GbE می‌پردازید.

2- این بورد برای سرورهای ATX مناسب است و به راحتی کیس مناسب یافت می‌شود.

3- یک بورد تک پردازنده است که از تراشه‌های 22 نانومتری Xeon اینتل پشتیبانی می‌کند. بنابراین مصرف انرژی آن کم‌تر از بوردهای با پردازنده‌های دو هسته‌ای است.

4- درگاه‌های دیگر شبکه قابلیت IPMI را فراهم می‌کنند که به معنای دسترسی کامل به سرور (در هنگام راه‌اندازی) و توانایی تنظیم آستانه تحمل و استفاده از سرویس ایمیل است. همچنین سیستم از راه دور و توسط پنل تحت وب مبتنی‌بر جاوا قابل مدیریت است.

5- از حافظه زیادی پشتیبانی می‌کند؛ بنابراین یک سیستم مک به عنوان یک ایستگاه کاری Adobe CC نیاز دارد که به صورت ماشین مجازی به هر دستگاه مک در شبکه دسترسی یابد. ماشین‌های مجازی می‌توانند روی چندین سرور اجرا شوند و سیستم‌عامل‌ها به طور شبیه‌سازی‌شده روی یک سیستم نصب و اجرا شوند.

6- این بورد از ده درگاه SATA3 و چهار درگاه SATA2 پشتیبانی می‌کند. اگر از سیستم‌عامل سرور اوبونتو استفاده کنید، هزینه مجوز و ZFS RAID رایگان خواهد بود.

بورد X9SRH-7TF مجهز به یک کارت ویدیو و شبکه داخلی مجتمع شده است. بنابراین، شما به یک پردازنده، حافظه‌ رم، خنک‌کننده پردازنده و بوت‌کننده نیاز دارید. خنک‌کننده Noctua NH-U9DX i4 نیز برای این بورد مناسب است. پردازنده‌های 22 نانومتری Xeon با پردازنده‌های i5 و i7 که مبتنی‌بر سوکت 2011 هستند، تفاوت‌هایی دارند؛ بنابراین، تعداد خطوط پهنای‌باند بیش‌تری فراهم می‌شود. یعنی تعداد شکاف توسعه PCIe x16 و PCIe x8 در دسترس و ظرفیت حافظه رم بیش‌تری فراهم است. پردازنده‌های Xeon شامل تراشه داخلی مجتمع گرافیکی Intel HD نیستند و به همین دلیل ارزان‌تراند. شکل 14، تصویری از رابط IPMI نشان می‌دهد که امکان دسترسی به مرورگر وب با درگاه اختصاصی شبکه یک گیگابیتی روی بورد سوپرمایکرو را فراهم می‌کند.

 شکل14:  رابط IPMI بورد سوپرمیکرو

جمع‌بندی
ارزیابی‌ها روی سرور جدید پیشنهادی چگونه است؟ شکل 15، نتایج محک‌زنی نرم‌افزار ATTO Disk را نشان می‌دهد. همچنین نتایج محک‌زنی نرم‌افزار Intel NASPT در شکل 16 نشان داده شده است. سرعت کپی فایل‌ها روی شبکه 10 گیگابیتی در ویندوز 8.1 با RAID 5 ( شش هارددیسک چهار ترابایتی هیتاچی با سرعت 7200 دور در دقیقه) حدود 790 مگابایت است (شکل17‌).

 شکل 15: محک‌زنی ATTO روی سرور 10GbE

 شکل 16: محک‌زنی Intel NASPT روی سرور 10GbE

 شکل 17: کپی فایل روی سرور 10GbE در ویندوز 8.1

برای یافتن جزئیات بیش‌تر به عکس‌ها مراجعه کنید. همه این نتایج نشان می‌دهند که به خواست‌مان رسیدیم. استفاده از شبکه‌های 10 گیگابیتی به عنوان جایگزین شبکه‌های یک گیگابیتی و وارد‌کردن ذخیره‌سازهای NAS جدید به شبکه که بیش‌تر یک سرور ذخیره‌ساز جلوه می‌کنند؛ می‌تواند تجربه‌های جدیدی برای شما به همراه بیاورد و سرعت‌های بالایی را به کار بگیرید. به محصولات جدیدی که شرکت‌ها ارائه می‌کنند، نیم نگاهی داشته باشید تا همیشه بیش‌ترین سرعت را استفاده کنید.