Storage NAS: Como otimizar a performance da rede (cabos, switch e link aggregation)

Índice:

• Como otimizar a performance da rede de um storage NAS?
• A importância dos cabos de rede para o desempenho
• Qual switch escolher para um ambiente com NAS?
• O que é Link Aggregation (LAG) e como ele ajuda?
• Configurando o Link Aggregation no NAS e no switch
• A ascensão das redes 2.5GbE e 10GbE
• Isolamento de tráfego com VLANs
• Jumbo Frames: um ajuste fino para a rede
• Monitoramento e diagnóstico de gargalos
• A infraestrutura de rede é a base do seu storage

Muitos administradores de TI investem em um storage NAS potente, com vários discos e bastante memória, mas frequentemente se deparam com uma performance abaixo do esperado. O gargalo, em muitos casos, não está no equipamento em si, mas na infraestrutura de rede que o sustenta. Uma rede mal dimensionada ou configurada anula quase todos os benefícios de um hardware de ponta.

A otimização da performance de rede para um NAS envolve uma análise cuidadosa de três componentes essenciais: os cabos, o switch e as configurações lógicas, como o link aggregation. Cada um desses elementos desempenha um papel fundamental na taxa de transferência e na latência dos dados. Ignorar qualquer um deles geralmente resulta em uma experiência frustrante para os usuários e para as aplicações que dependem do storage.

Como otimizar a performance da rede de um storage NAS?

Para otimizar a performance da rede de um storage NAS, é preciso abordar a infraestrutura como um sistema integrado. A velocidade final será sempre limitada pelo componente mais lento do caminho, seja ele um cabo antigo, um switch sobrecarregado ou uma configuração inadequada. Portanto, a melhoria exige uma revisão completa do ambiente, desde a camada física até as configurações lógicas.

A abordagem mais eficaz começa com a garantia de que a base física, composta por cabos e switches, suporta as velocidades desejadas. Apenas com um hardware adequado é que técnicas como o Link Aggregation realmente trazem benefícios. Muitos técnicos tentam resolver problemas de lentidão com ajustes de software, quando na verdade o problema fundamental está no hardware subdimensionado.

A importância dos cabos de rede para o desempenho

Os cabos de rede são frequentemente negligenciados, mas representam a base de toda a comunicação. Usar cabos de categoria inferior, como Cat5 ou Cat5e, em uma rede Gigabit ou superior, é uma receita para instabilidade e baixo desempenho. Esses cabos simplesmente não foram projetados para sustentar as altas frequências e taxas de transferência das redes modernas, o que quase sempre causa erros de pacote e retransmissões.

Para redes de 1GbE, o mínimo recomendado é o cabo Cat6, que oferece mais proteção contra interferência. Se o objetivo é migrar para 2.5GbE ou 10GbE, os cabos Cat6a ou Cat7 são essenciais, pois suportam as frequências mais altas e distâncias maiores sem degradação do sinal. Vale ressaltar que a qualidade da crimpagem e dos conectores também impacta diretamente a performance final.

Qual switch escolher para um ambiente com NAS?

O switch é o coração da rede local e sua capacidade define o fluxo máximo de dados. Um switch de entrada, sem gerenciamento e com baixo backplane (capacidade de comutação), rapidamente se torna um gargalo em ambientes com tráfego intenso. Para um NAS, especialmente com múltiplos usuários simultâneos, um switch gerenciável com portas 2.5GbE ou 10GbE é quase sempre a melhor escolha.

Além da velocidade das portas, a capacidade de switching do equipamento é um fator crítico. Um switch "non-blocking" consegue operar todas as suas portas na velocidade máxima simultaneamente, sem perdas. Essa característica é fundamental para evitar que a transferência de arquivos de um usuário afete o desempenho de outro. Switches gerenciáveis também oferecem recursos avançados que melhoram o tráfego do storage.

O que é Link Aggregation (LAG) e como ele ajuda?

O Link Aggregation, também conhecido como port trunking ou bonding, é uma técnica que combina várias portas de rede físicas em uma única conexão lógica de alta velocidade. Essa abordagem aumenta a largura de banda total disponível para o NAS e também melhora a redundância. Se um dos cabos ou uma das portas falhar, o tráfego continua fluindo pelos links restantes sem interrupção.

É importante entender que o Link Aggregation não acelera uma única transferência de arquivo. Um único cliente conectado ao NAS ainda usará a velocidade de um único link. No entanto, a tecnologia distribui o tráfego de múltiplos clientes entre os links agregados. Assim, vários usuários conseguem acessar o storage simultaneamente com alto desempenho, pois a capacidade total da conexão é a soma das portas agrupadas.

Configurando o Link Aggregation no NAS e no switch

A configuração do Link Aggregation exige que tanto o storage NAS quanto o switch de rede suportem o protocolo LACP (Link Aggregation Control Protocol), padronizado como IEEE 802.3ad. A maioria dos switches gerenciáveis e muitos NAS corporativos oferecem essa funcionalidade. A falta de compatibilidade entre os equipamentos frequentemente impede o funcionamento correto da agregação.

O processo geralmente envolve criar um grupo LAG no switch, selecionando as portas físicas que farão parte do agregado. Em seguida, no painel de gerenciamento do NAS, é preciso criar uma interface de rede "bond" ou "team", também selecionando as portas correspondentes. Ambos os lados devem ser configurados com o mesmo modo de operação, sendo o LACP dinâmico a opção mais comum e confiável para a maioria dos cenários.

A ascensão das redes 2.5GbE e 10GbE

Com a popularização dos SSDs e até mesmo dos hard disks de alta capacidade, a rede Gigabit (1GbE) tornou-se um grande gargalo. Sua velocidade máxima teórica de 125 MB/s é facilmente superada por um único disco rígido moderno. Por isso, as redes Multi-Gigabit, como 2.5GbE e 10GbE, estão cada vez mais acessíveis e se tornaram o novo padrão para ambientes de alta performance.

A migração para 2.5GbE é um passo intermediário interessante, pois muitos cabos Cat5e existentes conseguem suportar essa velocidade em distâncias curtas, o que reduz o custo da atualização. Já a rede 10GbE oferece um salto de desempenho dez vezes maior que a Gigabit e é a escolha ideal para edição de vídeo, virtualização e backups de grande volume, eliminando quase completamente os gargalos da rede.

Isolamento de tráfego com VLANs

Em redes corporativas movimentadas, o tráfego do storage pode competir com o tráfego de outros serviços, como navegação na internet, VoIP e impressoras. Essa competição por largura de banda e recursos do switch algumas vezes causa latência e instabilidade. Uma VLAN (Virtual LAN) resolve esse problema ao criar uma rede virtual isolada para o tráfego de armazenamento.

Configurar uma VLAN dedicada para o NAS e para os servidores ou estações de trabalho que o acessam garante que o tráfego de armazenamento não sofra interferência externa. Essa segmentação melhora a segurança e o desempenho, pois o switch prioriza a comunicação dentro daquela rede virtual. Esse recurso, no entanto, exige um switch gerenciável e um conhecimento básico sobre redes.

Jumbo Frames: um ajuste fino para a rede

Jumbo Frames são pacotes Ethernet com um tamanho maior que o padrão de 1500 bytes, geralmente configurados para 9000 bytes. Ao enviar mais dados em cada pacote, o sistema operacional e os equipamentos de rede precisam processar um número menor de cabeçalhos. Isso reduz a carga sobre a CPU do NAS e dos clientes, o que pode resultar em um pequeno aumento na taxa de transferência e uma menor latência.

Para que os Jumbo Frames funcionem, todos os dispositivos no caminho da comunicação, incluindo o NAS, o switch e o computador cliente, devem estar configurados com o mesmo valor de MTU (Maximum Transmission Unit). Se um único dispositivo na cadeia não suportar o MTU maior, a comunicação falhará ou sofrerá uma grave degradação. Por essa razão, esse ajuste deve ser feito com bastante cuidado e testes rigorosos.

Monitoramento e diagnóstico de gargalos

Mesmo com a melhor infraestrutura, problemas de desempenho podem surgir. Por isso, o monitoramento contínuo é fundamental. A maioria dos sistemas operacionais de NAS oferece ferramentas que exibem o uso de CPU, memória, disco e, principalmente, o tráfego de rede em tempo real. Observar esses gráficos durante uma transferência lenta frequentemente revela onde está o gargalo.

Se o tráfego de rede atinge o limite da porta (por exemplo, 1 Gbps) enquanto a CPU e os discos do NAS estão com baixa utilização, o gargalo é claramente a rede. Ferramentas como o `iperf3` são excelentes para testar a taxa de transferência máxima entre dois pontos da rede, independentemente do desempenho do disco. Esse teste isola a camada de rede e confirma se a infraestrutura está entregando a velocidade esperada.

A infraestrutura de rede é a base do seu storage

Um storage NAS de alto desempenho é inútil sem uma rede capaz de acompanhar sua velocidade. Investir em cabos de qualidade, um switch com capacidade de comutação adequada e portas Multi-Gigabit não é um luxo, mas uma necessidade para extrair o máximo potencial do equipamento. Negligenciar a infraestrutura de rede é o erro mais comum em projetos de armazenamento centralizado.

Técnicas como Link Aggregation e VLANs adicionam camadas de eficiência e resiliência, mas elas dependem de uma base física sólida. Ao planejar ou solucionar problemas de um ambiente NAS, comece sempre pela camada física. Uma rede bem projetada e configurada é a resposta para transformar um storage rápido no papel em uma ferramenta produtiva na prática.