SMB 3.x, ODX und reale Performance in virtualisierten File-Server-Umgebungen

1. Grundlagen: SMB 3.x ist nicht ODX

SMB 3.x ist die moderne Dateiübertragungs- und Freigabeschicht für Windows-Umgebungen. Es bringt Funktionen wie SMB Multichannel, SMB Direct, SMB-Verschlüsselung, bessere Verwaltung und moderne Protokollaushandlung.

ODX (Offloaded Data Transfer) ist davon zu trennen. ODX ist eine optionale Windows-Funktion für Storage-Offload: geeignete Kopier- und Verschiebevorgänge können mit Unterstützung des Storage-Systems ausgelagert werden.

2. Sicht als Benutzer

Für Benutzer bleibt die Bedienung unverändert. Dateien werden wie gewohnt über Windows Explorer, Applikationen, PowerShell oder Robocopy geöffnet, kopiert und verschoben.

• SMB 3.x sorgt für eine moderne und sichere Verbindung zu Windows-Freigaben.
• Ein spürbarer Geschwindigkeitsvorteil entsteht nur, wenn Netzwerk, Server und Storage nicht bereits an anderer Stelle limitiert sind.
• Bei einem einzelnen 1-Gbit/s-Client bleibt die Client-Anbindung der wichtigste Flaschenhals.

3. Sicht als Administrator

Für Administratoren ist SMB 3.x vor allem wegen Kontrollierbarkeit, Sicherheit, Diagnose und Skalierung relevant. Die eigentlichen Performancegewinne entstehen jedoch nur, wenn die Infrastruktur die erweiterten Funktionen auch nutzen kann.

• SMB Multichannel kann mehrere Netzwerkpfade oder RSS-fähige Adapter nutzen.
• VMXNET3 kann in VMware-Umgebungen deutlich leistungsfähiger sein als eine einfache emulierte Netzwerkkarte.
• SMB-Verschlüsselung und SMB-Signierung erhöhen die Sicherheit, können aber CPU-Last und Durchsatz beeinflussen.
• ODX ist nur relevant, wenn Windows tatsächlich ODX-fähige Storage-Pfade sieht.

4. Besonderheit bei ESXi, VMDK und ODX

Läuft der Windows File Server als virtuelle Maschine auf ESXi und liegen die Daten als normale VMDK-Dateien auf einem Datastore, sieht Windows primär eine virtuelle Festplatte. Die eigentliche Storage-Offload-Ebene liegt dann beim Hypervisor und beim darunterliegenden Storage-System.

In dieser Konstellation ist Windows-ODX im Gast normalerweise nicht der zentrale Performancefaktor. Wenn Offload stattfindet, geschieht dies eher auf VMware-Ebene über VAAI oder über Storage-Funktionen ausserhalb des Windows-Gasts.

5. Einzelner Client mit 1 Gbit/s

Greift ein Windows-11-Client mit nur einer 1-Gbit/s-Netzwerkkarte auf einen Windows Server 2019/2022 File Server zu, bleibt die Strecke zwischen Client und File Server der begrenzende Faktor.

Gegenüber SMB 2.x bringt SMB 3.x in diesem Szenario meist keinen massiven zusätzlichen Durchsatz. Der Mehrwert liegt eher bei Sicherheit, Kompatibilität, Verwaltung und Zukunftsfähigkeit.

6. Inter-Server-Kommunikation und Backup Exec

Anders ist die Bewertung bei Server-zu-Server-Kommunikation. Wenn ein Backup-Server, zum Beispiel ein Veritas Backup Exec Server, ebenfalls als virtuelle Maschine mit VMXNET3-Netzwerkkarte betrieben wird und mit dem File Server kommuniziert, kann SMB 3.x deutlich relevanter werden.

Backup-Workloads bewegen häufig grosse Datenmengen zwischen File Server, Backup Server und Backup-Ziel. Zusätzlich laufen oft mehrere Jobs parallel. Dadurch können VMXNET3, RSS, SMB Multichannel und schnelle virtuelle Netzwerkpfade einen deutlich grösseren Nutzen entfalten als beim einzelnen 1-Gbit/s-Client.

7. Schnelles Storage-Backend und Jumbo Frames

Eine schnelle Storage-Anbindung mit 10, 25 oder mehr Gbit/s verbessert primär den Backend-Datenpfad zwischen Storage-System, ESXi-Host und Server-VMs. Daraus entsteht jedoch nicht automatisch ein höherer Durchsatz für einzelne LAN-Clients.

Der Nutzen einer schnellen Storage- oder iSCSI-/SAN-Anbindung zeigt sich vor allem bei mehreren parallelen Zugriffen, Server-zu-Server-Kommunikation, Backup-Servern, mehreren Backup-Jobs, VMXNET3-basierten Server-VMs und schnellen internen ESXi-/Storage-Pfaden.

Jumbo Frames sind hauptsächlich für den Storage- oder iSCSI-Pfad relevant und müssen durchgehend auf allen beteiligten Komponenten korrekt konfiguriert sein. Dazu gehören Storage-System, Switches, ESXi-VMkernel-Adapter, vSwitch bzw. Distributed Switch und die zugehörigen Netzwerkpfade.

8. SMB 3.x und ODX aktivieren

In aktuellen Windows-Versionen wird SMB 3.x nicht separat als einzelne Option aktiviert. SMB 2.x und SMB 3.x werden über dieselbe Windows-Konfiguration gesteuert. Ist EnableSMB2Protocol aktiv, können moderne Windows-Clients und Windows-Server je nach Gegenstelle einen SMB-3.x-Dialekt aushandeln.

SMB 2.x/3.x auf dem Server prüfen

Get-SmbServerConfiguration | Select EnableSMB1Protocol, EnableSMB2Protocol

SMB 2.x/3.x aktivieren

Set-SmbServerConfiguration -EnableSMB2Protocol $true

SMB 1 deaktivieren

Set-SmbServerConfiguration -EnableSMB1Protocol $false

Verwendeten SMB-Dialekt auf dem Client prüfen

Get-SmbConnection

Die Ausgabe zeigt den tatsächlich ausgehandelten SMB-Dialekt, zum Beispiel SMB 3.0, SMB 3.02 oder SMB 3.1.1.

SMB Multichannel prüfen und aktivieren

Get-SmbServerConfiguration | Select EnableMultiChannel
Set-SmbServerConfiguration -EnableMultiChannel $true
Get-SmbMultichannelConnection

SMB Multichannel bringt nur dann einen Performancevorteil, wenn mehrere geeignete Netzwerkpfade, schnelle Adapter, RSS-fähige Adapter oder RDMA-fähige Adapter vorhanden sind.

ODX-Status prüfen

fsutil behavior query disableodx

• disableodx = 0: ODX ist auf Windows-Seite aktiviert.
• disableodx = 1: ODX ist auf Windows-Seite deaktiviert.

ODX aktivieren

fsutil behavior set disableodx 0

ODX deaktivieren

fsutil behavior set disableodx 1

9. Prüfkommandos

SMB-Dialekt und Verbindung prüfen

Get-SmbConnection

SMB-Serverkonfiguration prüfen

Get-SmbServerConfiguration | Select EnableSMB1Protocol, EnableSMB2Protocol, EnableMultiChannel, EncryptData

SMB-Netzwerkschnittstellen prüfen

Get-SmbServerNetworkInterface

SMB Multichannel prüfen

Get-SmbMultichannelConnection

ODX-Status prüfen

fsutil behavior query disableodx

disableodx = 0 bedeutet, dass ODX auf Windows-Seite aktiviert ist. Das heisst aber noch nicht, dass ein konkreter Kopiervorgang tatsächlich ODX nutzt.

10. Entscheidungshilfe

11. Zusammenfassung

1. SMB 3.x ist der moderne Standard für Windows-Dateifreigaben.
2. ODX ist eine optionale Storage-Offload-Funktion und nicht gleichbedeutend mit SMB 3.x.
3. Bei ESXi-VMs mit normalen VMDK-Datenträgern ist Windows-ODX meist nicht der Hauptnutzen.
4. Ein einzelner 1-Gbit/s-Client profitiert kaum durch höheren Durchsatz.
5. Inter-Server-Kommunikation mit VMXNET3, etwa zu einem Backup-Server, kann deutlich stärker profitieren.
6. Schnelles Storage beschleunigt vor allem Backend- und Parallel-Workloads, nicht automatisch jeden Client.