第693回　Ubuntuでも2.5GbEを使用する

今回は普及が始まった2.5GbEをUbuntuで使用するために選択するハードウェアや替えた場合の効果を見ていきます。

GbEと2.5GbE

有線LANの速度といえば長らく1ギガビットイーサネット（以下GbE）でした。しかし最近は理論値で2.5倍高速な2.5GbEが普及してきています。マザーボードに2.5GbEコントローラーを搭載したモデルも増えてきました。その例は第691回で紹介したMSI H510I PRO WIFIです。Ubuntu 20.04.3 LTSのカーネル5.11で認識しています。

ただ2.5GbEの恩恵に預かるためにマザーボードないしPCを買い換えるのは非現実的です。PCI-Express接続の拡張カード（NIC）やUSB接続のアダプターも使用したいところです。しかし、Ubuntuで使用できるか不安です。

もちろんハブも2.5GbEに対応していないといけませんし、せっかくなのでGbEと比較してどのぐらい速くなるかも知りたいところです。

というわけで、2.5GbE環境を見ていきましょう。

今回使用するハードウェア

今回使用するハードウェアは、PCに関しては2台です。うち1台は第691回で使用したものです。スペック表を再掲します。

役割	メーカー	型番
CPU	Intel	Core i3-10105
マザーボード	MSI	H510I PRO WIFI
メモリー	ADATA	AD4U266638G19-B
SSD	Western Digital	WDS250G2X0C
ケース	In Win	IW-BP671/300B

lspciコマンドで確認すると、「⁠02:00.0 Ethernet controller: Realtek Semiconductor Co., Ltd. RTL8125 2.5GbE Controller (rev 05)」と表示されました。

もう1台のPCは検証用PCです。OSはやはりUbuntu 20.04.3 LTSです。

役割	メーカー	型番
CPU	AMD	Ryzen 5 3600
マザーボード	ASRock	B450M Steel Legend
メモリー	CFD	W4U3600BME-8G
SSD	Western Digital	CT250MX500SSD1
ケース	In Win	IW-BL057B/300B

ハブはTP-Link TL-SG108-M2ですが、8ポートも必要なければPlanex FX2G-05EMがいいでしょう。TL-SG108-M2の約半額で買えます。

今回使用するネットワークコントローラーは次のとおりです。

メーカー	型番	接続方式	コントローラー
MSI	H510I PRO WIFI	オンボード	RTL8125B
ASROCK	B450M Steel Legend	オンボード	RTL81111H
Planex	GPE-2500T	PCI-Express x1	RTL8125B
ASUSTOR	AS-U2.5G2	USB 3.1タイプC	RTL8156B

速度の基準とするため、B450M Steel LegendオンボードのGbEも使用します。

GPE-2500TはRTL8125Bを採用していることを明言しているNICで、国内サポートも受けられるモデルでオススメです。実のところどこぞのOEMモデルで、筆者はすでに同型モデルを所有していました。選択のポイントはやはり「RTL8125B」であること、また「RTL8125」と比較して発熱が少なくまた安定していることです。多少の価格差があったとしても「RTL8125B」を採用したボードにしておくのがいいでしょう。

USB接続の2.5GbEアダプターはいろいろなモデルが発売されています。AS-U2.5G2は割高でしたが、「⁠RTL8156B」を採用していることを明言しているので選択しました。これも「B」のあるなしで発熱や性能が違うらしいので、安価なモデルに飛びつくと頭を抱えることになるかもしれません。またAS-U2.5G2はNAS用であるためかUSB Type-A変換コネクターが付属していますが、今回は使用していません。そもそもUSBの仕様に違反しているので、使用しないほうがいいに越したことはありませんが、専用品なので特に問題が起きないことは期待できます。

筆者も驚いたのですが、「⁠RTL8156B」もカーネル5.11で普通に認識しました。

ここでとあることに気づくかもしれません。あれ、Intelどうしたと。

Intelのネットワークコントローラーは絶大な信頼性があり、少なくともGbE時代とその前である100MbE時代はIntelにあらざるはネットワークコントローラーにあらずという感じでした。さらに前時代については筆者は知りません。Realtekは避けろと言われていた時代もありましたが、GbE時代には全く避ける理由はなく、極めて安定して動作していました。多数のマザーボードに採用されていることもその証左でしょう。安価なマザーボードはRealtek、高価なマザーボードにはIntel製のネットワークコントローラーを採用しているという棲み分けでした。

もちろんIntelも「I225-V」というコントローラーを販売しているのですが、採用モデルをあまり見かけません。NUCの一部モデルやGIGABYTE B560I AORUS PRO AXなど採用モデルもなくはないのですが、今回は予算の都合で入手を見送りました。IntelなのでUbuntuでも認識はするでしょうし、あまり普及していないのはそれなりの理由もあるのでしょう。

ベンチマーク

では簡単にベンチマークを行います。使用するツールは、よく使われるiPerf3です。

まずは「H510I PRO WIFI」と「B450M Steel Legend」で検証します。結果は次のとおりです。最初は前者がクライアント側、次は後者がクライアント側です。

$ iperf3 -c myoko-focal.local -b 1000M -u
Connecting to host myoko-focal.local, port 5201
[  5] local 192.168.12.110 port 33610 connected to 192.168.12.122 port 5201
[ ID] Interval           Transfer     Bitrate         Total Datagrams
[  5]   0.00-1.00   sec   114 MBytes   957 Mbits/sec  82600  
[  5]   1.00-2.00   sec   114 MBytes   956 Mbits/sec  82556  
[  5]   2.00-3.00   sec   114 MBytes   956 Mbits/sec  82571  
[  5]   3.00-4.00   sec   114 MBytes   956 Mbits/sec  82559  
[  5]   4.00-5.00   sec   114 MBytes   957 Mbits/sec  82571  
[  5]   5.00-6.00   sec   114 MBytes   956 Mbits/sec  82556  
[  5]   6.00-7.00   sec   114 MBytes   956 Mbits/sec  82565  
[  5]   7.00-8.00   sec   114 MBytes   956 Mbits/sec  82564  
[  5]   8.00-9.00   sec   114 MBytes   956 Mbits/sec  82564  
[  5]   9.00-10.00  sec   114 MBytes   956 Mbits/sec  82564  
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
[ ID] Interval           Transfer     Bitrate         Jitter    Lost/Total Datagrams
[  5]   0.00-10.00  sec  1.11 GBytes   956 Mbits/sec  0.000 ms  0/825670 (0%)  sender
[  5]   0.00-10.00  sec  15.9 MBytes  13.3 Mbits/sec  1.123 ms  807285/818808 (99%)  receiver

iperf Done.

$ iperf3 -c myoko-focal.local -b 1000M -u -R
Connecting to host myoko-focal.local, port 5201
Reverse mode, remote host myoko-focal.local is sending
[  5] local 192.168.12.110 port 48638 connected to 192.168.12.122 port 5201
[ ID] Interval           Transfer     Bitrate         Jitter    Lost/Total Datagrams
[  5]   0.00-1.00   sec   114 MBytes   954 Mbits/sec  0.008 ms  0/82375 (0%)  
[  5]   1.00-2.00   sec   114 MBytes   956 Mbits/sec  0.008 ms  0/82536 (0%)  
[  5]   2.00-3.00   sec   114 MBytes   956 Mbits/sec  0.009 ms  0/82533 (0%)  
[  5]   3.00-4.00   sec   114 MBytes   956 Mbits/sec  0.007 ms  0/82559 (0%)  
[  5]   4.00-5.00   sec   114 MBytes   956 Mbits/sec  0.008 ms  0/82549 (0%)  
[  5]   5.00-6.00   sec   114 MBytes   956 Mbits/sec  0.006 ms  0/82551 (0%)  
[  5]   6.00-7.00   sec   114 MBytes   956 Mbits/sec  0.008 ms  0/82562 (0%)  
[  5]   7.00-8.00   sec   114 MBytes   956 Mbits/sec  0.008 ms  0/82553 (0%)  
[  5]   8.00-9.00   sec   114 MBytes   956 Mbits/sec  0.009 ms  0/82531 (0%)  
[  5]   9.00-10.00  sec   114 MBytes   956 Mbits/sec  0.007 ms  0/82551 (0%)  
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
[ ID] Interval           Transfer     Bitrate         Jitter    Lost/Total Datagrams
[  5]   0.00-10.00  sec  1.11 GBytes   956 Mbits/sec  0.000 ms  0/825353 (0%)  sender
[  5]   0.00-10.00  sec  1.11 GBytes   956 Mbits/sec  0.007 ms  0/825300 (0%)  receiver

iperf Done.

GbEだとこんな感じでしょうか。

続けて「H510I PRO WIFI」と「GPE-2500T」での結果です。

$ iperf3 -c myoko-focal.local -b 2500M -u
Connecting to host myoko-focal.local, port 5201
[  5] local 192.168.12.110 port 42517 connected to 192.168.12.121 port 5201
[ ID] Interval           Transfer     Bitrate         Total Datagrams
[  5]   0.00-1.00   sec   285 MBytes  2.39 Gbits/sec  206206  
[  5]   1.00-2.00   sec   285 MBytes  2.39 Gbits/sec  206403  
[  5]   2.00-3.00   sec   285 MBytes  2.39 Gbits/sec  206404  
[  5]   3.00-4.00   sec   285 MBytes  2.39 Gbits/sec  206404  
[  5]   4.00-5.00   sec   285 MBytes  2.39 Gbits/sec  206405  
[  5]   5.00-6.00   sec   285 MBytes  2.39 Gbits/sec  206394  
[  5]   6.00-7.00   sec   285 MBytes  2.39 Gbits/sec  206404  
[  5]   7.00-8.00   sec   285 MBytes  2.39 Gbits/sec  206405  
[  5]   8.00-9.00   sec   285 MBytes  2.39 Gbits/sec  206305  
[  5]   9.00-10.00  sec   285 MBytes  2.39 Gbits/sec  206405  
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
[ ID] Interval           Transfer     Bitrate         Jitter    Lost/Total Datagrams
[  5]   0.00-10.00  sec  2.78 GBytes  2.39 Gbits/sec  0.000 ms  0/2063735 (0%)  sender
[  5]   0.00-10.00  sec  15.8 MBytes  13.2 Mbits/sec  1.864 ms  2037928/2049360 (99%)  receiver

iperf Done.

$ iperf3 -c myoko-focal.local -b 2500M -u -R
Connecting to host myoko-focal.local, port 5201
Reverse mode, remote host myoko-focal.local is sending
[  5] local 192.168.12.110 port 52276 connected to 192.168.12.121 port 5201
[ ID] Interval           Transfer     Bitrate         Jitter    Lost/Total Datagrams
[  5]   0.00-1.00   sec   281 MBytes  2.36 Gbits/sec  0.004 ms  0/203300 (0%)  
[  5]   1.00-2.00   sec   285 MBytes  2.39 Gbits/sec  0.004 ms  0/206404 (0%)  
[  5]   2.00-3.00   sec   285 MBytes  2.39 Gbits/sec  0.004 ms  0/206381 (0%)  
[  5]   3.00-4.00   sec   285 MBytes  2.39 Gbits/sec  0.004 ms  0/206405 (0%)  
[  5]   4.00-5.00   sec   285 MBytes  2.39 Gbits/sec  0.004 ms  0/206404 (0%)  
[  5]   5.00-6.00   sec   285 MBytes  2.39 Gbits/sec  0.004 ms  0/206405 (0%)  
[  5]   6.00-7.00   sec   285 MBytes  2.39 Gbits/sec  0.004 ms  0/206404 (0%)  
[  5]   7.00-8.00   sec   285 MBytes  2.39 Gbits/sec  0.005 ms  10/206404 (0.0048%)  
[  5]   8.00-9.00   sec   285 MBytes  2.39 Gbits/sec  0.004 ms  0/206405 (0%)  
[  5]   9.00-10.00  sec   285 MBytes  2.39 Gbits/sec  0.004 ms  0/206403 (0%)  
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
[ ID] Interval           Transfer     Bitrate         Jitter    Lost/Total Datagrams
[  5]   0.00-10.00  sec  2.78 GBytes  2.39 Gbits/sec  0.000 ms  0/2060966 (0%)  sender
[  5]   0.00-10.00  sec  2.78 GBytes  2.39 Gbits/sec  0.004 ms  10/2060915 (0.00049%)  receiver

iperf Done.

最後に「H510I PRO WIFI」と「AS-U2.5G2」の結果です。

$ iperf3 -c myoko-focal.local -b 2500M -u
Connecting to host myoko-focal.local, port 5201
[  5] local 192.168.12.110 port 34540 connected to 192.168.12.123 port 5201
[ ID] Interval           Transfer     Bitrate         Total Datagrams
[  5]   0.00-1.00   sec   284 MBytes  2.39 Gbits/sec  205985  
[  5]   1.00-2.00   sec   285 MBytes  2.39 Gbits/sec  206406  
[  5]   2.00-3.00   sec   285 MBytes  2.39 Gbits/sec  206228  
[  5]   3.00-4.00   sec   285 MBytes  2.39 Gbits/sec  206406  
[  5]   4.00-5.00   sec   285 MBytes  2.39 Gbits/sec  206404  
[  5]   5.00-6.00   sec   285 MBytes  2.39 Gbits/sec  206406  
[  5]   6.00-7.00   sec   285 MBytes  2.39 Gbits/sec  206407  
[  5]   7.00-8.00   sec   285 MBytes  2.39 Gbits/sec  206406  
[  5]   8.00-9.00   sec   284 MBytes  2.39 Gbits/sec  205972  
[  5]   9.00-10.00  sec   285 MBytes  2.39 Gbits/sec  206399  
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
[ ID] Interval           Transfer     Bitrate         Jitter    Lost/Total Datagrams
[  5]   0.00-10.00  sec  2.78 GBytes  2.39 Gbits/sec  0.000 ms  0/2063019 (0%)  sender
[  5]   0.00-10.00  sec  15.7 MBytes  13.2 Mbits/sec  2.170 ms  2037301/2048665 (99%)  receiver

iperf Done.

$ iperf3 -c myoko-focal.local -b 2500M -u -R
Connecting to host myoko-focal.local, port 5201
Reverse mode, remote host myoko-focal.local is sending
[  5] local 192.168.12.110 port 37440 connected to 192.168.12.123 port 5201
[ ID] Interval           Transfer     Bitrate         Jitter    Lost/Total Datagrams
[  5]   0.00-1.00   sec   281 MBytes  2.36 Gbits/sec  0.005 ms  0/203426 (0%)  
[  5]   1.00-2.00   sec   285 MBytes  2.39 Gbits/sec  0.005 ms  0/206404 (0%)  
[  5]   2.00-3.00   sec   285 MBytes  2.39 Gbits/sec  0.004 ms  0/206404 (0%)  
[  5]   3.00-4.00   sec   285 MBytes  2.39 Gbits/sec  0.007 ms  0/206404 (0%)  
[  5]   4.00-5.00   sec   285 MBytes  2.39 Gbits/sec  0.006 ms  0/206404 (0%)  
[  5]   5.00-6.00   sec   285 MBytes  2.39 Gbits/sec  0.005 ms  0/206403 (0%)  
[  5]   6.00-7.00   sec   285 MBytes  2.39 Gbits/sec  0.005 ms  0/206405 (0%)  
[  5]   7.00-8.00   sec   285 MBytes  2.39 Gbits/sec  0.006 ms  0/206403 (0%)  
[  5]   8.00-9.00   sec   285 MBytes  2.39 Gbits/sec  0.007 ms  0/206404 (0%)  
[  5]   9.00-10.00  sec   285 MBytes  2.39 Gbits/sec  0.006 ms  0/206404 (0%)  
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
[ ID] Interval           Transfer     Bitrate         Jitter    Lost/Total Datagrams
[  5]   0.00-10.00  sec  2.78 GBytes  2.39 Gbits/sec  0.000 ms  0/2061405 (0%)  sender
[  5]   0.00-10.00  sec  2.78 GBytes  2.39 Gbits/sec  0.006 ms  0/2061061 (0%)  receiver

iperf Done.

総評

今回ベンチマークは極めて理想的な環境で実行されたもので、実環境となるとここまでの数値は出ないでしょうが、それでも期待どおり2.5GbEはGbEの2.5倍の速度は出そうであるとはいってもよさそうです。

「RTL8125B」に関しては多数のマザーボードやNICに採用されているので信頼性は折り紙つきということでいいでしょうが、「⁠RTL8156B」も同様の速度が出たのは驚きです。もっともUSBのスペック的に速度にはかなりの余裕がありますし、5GbEくらいまではUSB 3.2 Gen1でいけそうです。10分ほどiprf3コマンドを実行してみましたが、速度は安定しており、発熱もほとんどなく（少し暖かいかなくらい⁠）⁠、CPU負荷もさほどではないので、「⁠RTL8156B」は優秀であることがよくわかりました。

2.5GbEがさらなる普及を図るためには全体的にもう少し値段が下がらないと厳しいとは思いますが、普段からLAN内で大きなファイルをやり取りしている筆者のような人にとっては、今すぐに2.5GbE環境を用意することでその効果をUbuntuで無事得られることでしょう。