Изучаем 5GBE-сети / Хабр

Какое железо есть на рынке

Стандарт 5 Гбит очень новый, ему буквально несколько лет, поэтому чипов, которые его поддерживают, совсем немного, но они всё же есть.

Если говорить про нативную PCIE карту, которая поддерживает максимум 5GbE, то есть аж 2 варианта:

Marvell AQtion AQC111C.
Realtek RTL8126.

Marvell AQC111C

Решение от Marvell AQC111C интересно тем, что иногда выпускается в конфигурации аж на 4 порта, есть также карты и на 1 порт. Судя по тестам в сети, уровень потребления и нагрева немного выше, чем у решения от Realtek. К сожалению, для РФ этот вариант можно сразу вычёркивать, так как купить его на маркетплейсах просто невозможно, а за рубежом цены сильно выше, чем у конкурента.

Сюда же впишу QC111U, это тот же чип от «Марвел», но уже с USB интерфейсом. На его основе уже выпущены USB донглы, даже у вполне именитых в узких кругах фирм, таких как, например, StarTech и TRENDnet. Но в целом ситуация схожа с PCIE решением от этой же фирмы. Чип дороже, немного горячее, и в РФ его не купить. На ServeTheHome даже есть обзор нескольких таких донглов.

(источник https://au.world.taobao.com/item/RHhGTjFhc3FobkhRZ2Flejc1TGh2UT09.htm)

Realtek RTL8126

Решение Realtek RTL8126 уже намного интереснее, банально благодаря широкому распространению на маркетплейсах РФ и ужасно низкой цене (примерно 850–100 рублей за сетевую карту на один порт). Чип не горячий, поэтому при наличии небольшого радиатора можно сказать, что обдува он не требует.

(источник — магазин OZON)

При этом он получил какую-то неслыханную любовь в Китае, без каких-либо проблем можно найти сетевые карты в m.2 формате с ключами A+E и B+M и т. д.

Таким образом можно заменить Wi-Fi модуль на проводную сеть 5 Гбит или поставить сетевую карту в свободный слот для обычных SSD дисков формата 2280. Это, как по мне, очень крутой бонус для маленьких ПК и даже ноутбуков.

Отдельно хочется отметить интерфейс подключения, ведь это PCIE 3-й версии и всего 1 линия! Таким образом, эти карты можно ставить в тот самый X1 слот, который обычно стоит без дела.

Realtek RTL8157

Владельцев ноутбуков тоже не обделили. У «Риалтека» есть чип RTL8157, который поддерживает 5GbE сеть через USB соединение. Для работы требуется абсолютно обычный, я бы сказал, уже старый и добрый USB 3 порт на скорости 5 Гбит/сек.

Естественно, скорость будет немного ниже, а пинг выше из-за задержек USB стека, но в целом это, наверное, самое оптимальное решение для получения высоких скоростей на ноутбуке без какого-либо вмешательства в его железо.

При этом всём стоимость этого решения очень демократичная:

А их уже куда-то ставят?

На удивление, да! Несмотря на новизну стандарта, в том же DNS можно найти много плат с поддержкой сети 5GbE. Буквально все они используют чип RTL8126, так как он банально без особых доработок встаёт на место RTL8125. Конечно, большинство этих плат из среднего-высокого ценового сегмента, но, если смотреть на цену самого чипа, вопрос его появления в бюджетных платах — лишь вопрос времени.

(источник — магазин DNS)

Свичи

Их, можно сказать, что нет, и это на данный момент самая большая проблема.

В середине 2025 года на Computex был показан свич SR-S5G3008, но на практике найти его в продаже мне пока не удалось.

Также недавно на рынке появился NICGIGA S50-0800 за 169 $, и на него есть обзор на ServeTheHome.

Но, смотря на строение свича, я бы провёл аналогию с 2.5GbE свичами на момент их зарождения. Это Gen1 свич, где каждый порт использует отдельную микросхему, а объединяет их RTL9303, решение на 10 Гбит, которое тут работает в полсилы.

В отличии от Gen2 решений, где весь свич использует одну микросхему, эта компоновка требует больше питания, и, соответственно, греется сильнее.

(Пример GEn2 свича стандарта 2.5GbE, источник https://www.acwifi.net/24353.html)

Если провести аналогию со свичами на стандарте 2,5GbE, то мы сейчас где-то в паре лет от появления дешёвых и энергоэффективных 5GbE свичей.

UPD
Как оказалось, в продаже можно найти свич XikeStor SKS7300. Цена правда очень негуманная (в районе 25 тысяч рублей).

Обратная совместимость

С обратной совместимостью всё неплохо, но только если у вас свежее 10GbE железо. Старые контроллеры, изготовленные до стандарта 802.3bz (примерно все до 2016 года), банально не заработают на стандарте 5GbE и 2.5GbE.

Например, такие контроллеры, как:

Intel X540.
Intel X550 старых ревизий.
Intel 82599 не смогут согласовать 5 Гбит и будут работать на скорости 1 Гбит/сек.

Но более свежие контроллеры типа X710 или нового RTL8127 без проблем смогут работать на стандарте 5 Гбит.

С 10G SFP+ на ETH адаптерами ситуация идентичная, нужно искать более свежие адаптеры, на которых указано, что есть поддержка 5 Гбит линка. Но на практике, если указано, что работает стандарт 2,5 Гбит, то с шансом 99 % будет работать и 5 Гбит.

Что купил я

На синем маркетплейсе было взято 2 сетевых карты без бренда, по цене 1000��уб/шт. Ради интереса я брал самые простые карты без радиаторов охлаждения, дабы понять, как это всё будет греться.

На практике мне пришли карты с брендированием IOCREST. В комплекте была инструкция и 2 планки разных размеров.

Чего-то особого про карту сказать не получится. На плате чип Realtek RTL8126, пара преобразователей питания, чип памяти с прошивкой и трансформатор с сетевым портом. Планку можно поменять на низкопрофильную (2U), но на практике, если планку снять, то карта влезает в 1U сервер вертикально.

Забегая вперёд, скажу, что стоит брать карту с охлаждением, так как при работе на максимальных скоростях эта карта перегревается и троттлит.

Запуск в Proxmox

После установки карты и запуска сервера Proxmox не имел сеть. Как обычно, ID адаптера сменился с enpXs0 на enpX+1s0, ведь мы поставили новое устройство. После правки файла с настройками сетевых интерфейсов я так и не увидел новый сетевой порт.

Дело в том, что чип Realtek 8126 очень новый, и драйвер под него появился только в ядре 6.14, а моя система работает на ядре 6.13. Удачно совпало, что на момент экспериментов вышел Proxmox 9 с ядром 6.14, и можно совместить неприятное с болезненным и обновить как сам Proxmox, так и ядро.

Процесс обновления подробно описывать не стану, действовал по инструкции https://pve.proxmox.com/wiki/Upgrade_from_8_to_9, обновление было сломано пакетом докера, который я ставил очень давно, и это вообще неправда. apt fix broken install решил удалить proxmox ve пакеты, в общем, ситуация схожая с той самой «steam install remove my de». Ремонтировать это всё не стал, ведь Proxmox — это не про жёсткую привязку к текущей установке. Забекапил все виртуальные машины, переустановил систему из свежего ISO образа с официального сайта и развернул бекап обратно. Благо 10 Гбит сеть тут не просто так, и на всё ушло меньше часа.

В остальном на свежем Proxmox 9 версии никаких проблем нет. Устройство видится с нормальным названием (если у вас нет приписки про 5GbE контроллер, то драйвера нет).

Порт 5GbE карты закинул в бридж, воткнул в него кабель до свича, Proxmox сразу получил свой IP и веб морда работает без проблем.

Подключаем кабель, вызываем ethtool eth0 и видим, что адаптер поддерживает и все стандарты до 5 Гбит включительно, а также без проблем заработал на скорости 5 Гбит.

В целом, если у вас на сервере стоит «Линукс» со свежим ядром, то установка карты буквально PlugNPlay.

Запуск в Windows

Сразу после запуска системы (Windows 11 24H2 - 26100.4946) сеть заработала без установки каких-либо дополнительных драйверов и без ручных настроек. IP получен, линк 5 Гбит, и Windows это прекрасно видит.

Запуск в TrueNAS

Всё не так однозначно. В версии Fangtooth (25.4) и выше драйвер уже есть из коробки, карта после установки видна и без проблем работает.

Для более старых версий понадобится произвести процесс танца с бубном по установке драйвера, который описан тут.

Тесты — в браузере — неудачные

Первым делом я решил прогнать обычный speed test между моим основным ПК (Windows 11 24h2) и Proxmox сервером (порт 5GbE в бридже с основным портом 2.5GbE, Proxmox 9, speed test живёт в докере, докер в виртуалке «Убунты» с 4 ядрами и 8 ГБ оперативной памяти).

Результат из коробки на стоковых настройках можно лицезреть ниже. До 5 Гбит не дотягивает, но уже выше, чем младший стандарт в 2,5 Гбит.

Пробуем поднять скорость методом настройки.

В Windows меняю MTU на 9000. Сделать это можно в настройках устройства в диспетчере устройств. Пункт называется «большой кадр», и выставить его надо на 9014 байт.

В Proxmox делаем то же самое со всеми интерфейсами, а потом с бриджем.

И после теста получаем результат даже хуже, чем было раньше...

Тесты — в браузере — удачные

Я провёл много тестов, менял провода, менял MTU, настройки виртуальной машины и даже гонял тесты на Baremetal, а не виртуалке, но в итоге проблема была в Firefox, банально тест скорости в «Огнелисе» показывает меньшие результаты, чем в хроме.

Тесты — Iperf3

Обычный тест (iperf3 -c ipсервера -t 60 -P 16) показал 4,75 Гбит/сек, но результат был нестабилен и падал вплоть до 1,4 Гбит.

Проблема была простая — перегрев сетевой карты. К сожалению, китайцы пожалели даже крошечный радиатор, и плата на полной скорости может работать около 2 минут, после чего начинает троттлить.

Нагрев через тепловизор выглядит так. Видно, что греется сам чип Realtek и один из преобразователей питания. Троттлинг начинается при достижении 60 градусов на чипе. Небольшой обдув за счёт корпусного вентилятора полностью решает проблему перегрева, но в будущем я бы брал карту с радиатором.

Но стоит дать даже минимальный обдув (закрыл крышку сервера, и вентиляторы начали минимально обдувать карту) — и скорость сразу стабилизируется на 4,75 Гбит без просадок.

Тот же тест, но в обратную сторону показал идентичную скорость в 4,74 Гбит/сек. Тут значение MTU стоит на стандартных 1500, так как если ставить 9000, скорость упадёт до 3,4 Гбит/сек.

Тесты — Реальные скорости

Тесты выше показывали, как работает сама сеть, но какие же реальные цифры будут при записи файлов по такой сети?

Для этого я расшарил папку на виртуалке с Windows (стоит на GEN4 X4 SSD диске «Самсунг») и провёл тесты CrystalDiskInfo.

Результаты мне нравятся. При хорошем NVMe диске на сервере можно добиться результатов уровня SATA SSD дисков. Мелкоблочные результаты, конечно, не впечатляют, это можно отстроить, сделав NAS отдельной железкой и тонко подстроив параметры, но это уже тема для отдельной статьи.

Копирование тестового файла в 40 ГБ не вызывает никаких вопросов. Скорость колеблется в районе 560–570 мегабайт в секунду, что конвертируется в 4,8–4,9 Гбит/сек.

Потребление

Для тестов потребления я подключил карту с RTL8126 через PCIE X1 рейзер, а рейзер запитал через тестер KM003C. На рейзере 2 преобразователя напряжений для 5 и 3,3 В, которые добавляют к общему потреблению.

И получились вот такие цифры:

Сетевой кабель не подключён: 0.72 Вт.
Линк 1 гигабит: 1.92 Вт / Тест скорости: 1.94 Вт.
Линк 2.5 гигабит: 2.51 Вт / Тест скорости: 2.62 Вт.
Линк 5 гигабит: 2.78 Вт / Тест скорости: 2.82 Вт.

Выводы и кому это надо

Если искать кейсы, где 5 Гбит сеть будет полезна, то я вижу такое:

У меня уже есть сеть 10 Гбит, но я хочу дешёвый и не горячий апгрейд для клиентов. Стоимость 5GbE карты в 3–5 раз ниже, чем у современной 10GbE карты, а тепловыделение кратно ниже старых решений типа X540 t2. В таком случае 5GbE можно назвать золотой серединой между скоростью, ценой и потреблением.
Прямое подключение клиентов. Например, пара серверов в кластере или один быстрый клиент для NAS. А может быть, подключение быстрой Wi-Fi точки к NAS. Всего пара тысяч рублей, и вместо стандартного гигабита наш клиент уже общается на 5 гигабитах.
Апгрейд сети до 2,5GbE с заделом на будущее. Свичи на 2,5 гигабита сейчас стоят сущие копейки, а 2,5 и 5GbE карты стоят идентично. Так почему бы не построить быструю сеть с заделом на будущее на картах 5GbE, которая ни рублём не дороже, чем сеть с картами 2,5GbE?

К самому стандарту вопросов нет. Всё без каких-либо проблем работает в размерах 2-3-комнатной квартиры на старых-добрых CAT5E кабелях. Стабильность работы карт Realtek отличная, никаких проблем (кроме перегрева конкретно моего экземпляра) я не нашёл.

Кстати, я завёл Telegram-канал Tiralab. Там — спойлеры к статьям, полезные ссылки и тесты разного железа. Если вам интересны хоумлаб и эксперименты с оборудованием, добро пожаловать!

Изучаем 5GBE-сети