Multi-Gigabit-Netzwerk am Mac

Wer denkt, dass Gigabit schon ganz schnell ist, hat vielleicht übersehen, dass nicht zu teure SSDs des Jahres 2020 etwa 3,5 GBytes/s übertragen, per Gigabit-Ethernet aber nur 0,1 GBytes/s drin sind. Da fehlt mehr als eine ganze Dezimalstelle. Wer also professionell oder zum Spaß gerne eine schnellere Datenübertragung möchte, hat inzwischen einige Optionen, mit denen man für etwa 100€ immerhin 1 GBytes/s erreicht (10 GBit/s), für etwa 400€ dann knapp 4 GBytes/s (40 GBit/s). Und am neuen Mac Pro sind für etwa 900€ dann knapp 10 GBytes/s Netwerkdurchsatz drin.

Direktverbindung per Thunderbolt ohne Netzwerk-Switches oder -Karten

Außer Netzwerkkarten zu kaufen, kann man Macs per Thunderbolt-Kabel auch direkt miteinander verbinden, Software-seitig sieht das dann wie eine 10 GBit/s Verbindung aus, und wird wie ein normales Ethernet-Interface im Netzwerk-Kontrollfeld konfiguriert. Wer also max. 5 Macs mit einander verbinden möchte, braucht weder Karten, noch Switches kaufen, sondern kann mit 4 Thunderbolt-Kabeln eine Verbindung herstellen.

Von Apple angeboten wird der „Thunderbolt 3 (USB-C) to Thunderbolt 2"-Adapter, Model A1790, der bidirektional Thunderbolt3-nach-Thunderbolt2 adaptiert. Man kann damit Thunderbolt1/2-Geräte mit Thunderbolt-3-Geräten verbinden.

Netzwerk-Optionen

2.5 bis 100 GbE (5GBASE-T, 10GBASE-T, 10G SFP+ …) kann man inzwischen komfortabel am Mac unter macOS / Mac OS X betreiben. 25GBE und 40GbE brauchen qua I/O–Bandbreite einen Mac Pro oder Thunderbolt 3 oder neuer für volle Auslastung, 100GbE geht nur am Mac Pro, da bei Thunderbolt 3 bei 40 GBit/s Schluss ist.

I/O-Bandbreiten verschiedener Macs

Übersicht der verfügbaren Schnittstellen-Bandbreiten, die ggfs. limitierender Faktor für Netzwerkkarten sind. Aufgenommen sind Modelle ab 2014, außer bei den Mac Pros, die alle aufgeführt sind.

Modell	Jahr(e)	Schnittstelle ⌁ Generation ⌁ GBit/s ⌁ Lanes
		Thunderbolt				PCIe
		1	2	3	4	1.x			2.x		3.x			4.0	5.0	6.0
		10	20	40		2.5 (×1)	10 (×4)	40 (×16)	20 (×4)	80 (×16)	39 (×4)	78 (×8)	150 (×16)	310 (×16)	630 (×16)	1200 (×16)
Mac Pro 1,1 & 2,1	2006-2007	–				1×	2×¹	1×	–		–			–	–	–
Mac Pro 3,1	2008	–				–	2×	–	–	2×	–			–	–	–
Mac Pro 4,1 & 5,1	2009-2012	–				–			2×	2×	–			–	–	–
Mac Pro 6,1	2013	–	6ײ	–	–	–			–		–			–	–	–
Mac Pro 7,1	2019	–	–	6×	–	–			–		1×	2×	5×	–	–	–
Mac mini 7,1	2014	–	2×	–	–	–			–		–			–	–	–
Mac mini 8,1	2018	–	–	4×	–	–			–		–			–	–	–
iMac 14,4 & 15,1 & 16,x & 17,1	2014-2015	–	2×	–	–	–			–		–			–	–	–
iMac 18,x & 19,x	2017-2019	–	–	2×	–	–			–		–			–	–	–
iMac Pro 1,1	2017	–	–	4×	–	–			–		–			–	–	–
MacBook Pro 11,x	2014-2015	–	2×	–	–	–			–		–			–	–	–
MacBook Pro 13,x-16,x	2016-2020	–	–	2-4×	–	–			–		–			–	–	–
MacBook Air 6,x	2014	1×	–	–	–	–			–		–			–	–	–
MacBook Air 7,x	2015-2017	–	1×	–	–	–			–		–			–	–	–
MacBook Air 8,x	2018-2020	–	–	2×	–	–			–		–			–	–	–
MacBook 8,x-10,x	2015-2017	–	–	–	–	–			–		–			–	–	–

¹: Mac Pro 2006-2007: PCIe-Lanes in Maßen umverteilbar zwischen Slots
²: Mac Pro 2013: pro TB2-Port nicht 20 GBit/s, sondern ~12 GBit/s: zuwenig PCIe-lanes im Chipsatz

Ab Werk

… von Apple mit 2.5 / 5 / 10 GbE-Netzwerk (Ethernet) verfügbar sind …

• Mac mini 2018 – kann beim Kauf als CTO mit 10GBASE-T konfiguriert werden für 10GBASE-T 8P8C / RJ45 10 GbE
• iMac Pro 2017 – 10GBASE-T, 8P8C / RJ45 10 GbE
• Mac Pro 2019 – Dual 10GBASE-T, 8P8C / RJ45 10 GbE

Das ist der AQC-107 Chipsatz, d.h. wenn eine 3rd-Party-Karte diesen hat, stehen die Chancen gut, dass sie am Mac ohne Download-Treiber läuft – garantiert ist’s aber noch nicht.

Karten

Nachrüsten kann man mit …

8P8C / RJ45-Buchse-Ethernet-Karten

✅ : Treiber in macOS ab Werk vorhanden, keine Installation nötig
✓ : Treiber verfügbar, muss installiert werden

Hersteller	Modell	GbE					Anz. Ports	Mac OS X / macOS Treiber										Strom	Specs	Treiber-DL	Chip	Preis
		0,1	1	2,5	5	10		10.6	10.7	10.8	10.9	10.10	10.11	10.12	10.13	10.14	10.15
Akitio	AKTPCIE10GB	✓	✓	✓	✓	✓	1	×							✅				[1]		AQC-107
Allnet	ALL0138-1-10G-TX	✓	✓	✓	✓	✓	1	×				✓			?	?	?	4,5W	[2]	[3]	Tenuti TN4010	129€
Chelsio	T520-BT	✓	✓	×	×	✓	2	×							✓			20W	[4]	[5]
Chelsio	T540-BT	✓	✓	×	×	✓	4	×							✓			26W	[6]	[7]
Edimax	EN-9320TX-E	✓	✓	✓	✓	✓	1	×				✓			?	?	?	4,5W	[8]	[9]	Tenuti TN40xx	96€
QNAP	QXG-10G1T	✓	✓	✓	✓	✓	1	×							✅				[10]		AQC-107
StarTech	ST5GPEXNB	✓	✓	✓	✓	×	1	×				✓					?	4,5W	[11] [12]	[13]	Tenuti TN4010	180€
Small Tree	P2E10G-1-T	?	?	?	?	✓	1	✓													Intel i8259x
Small Tree	P2E10G-2-T	?	?	?	?	✓	2	✓													Intel i8259x
Small Tree	P3E10G-4-T	?	?	?	?	✓	4	✓													Intel i8259x
Sonnet Tech	Solo10G G10E-2X-E3	✓	✓	✓	✓	✓	2	×		✓											Intel
Sonnet Tech	Solo G10E-1X-E3	✓	✓	✓	✓	✓	1	×		✓

SFP+-Buchse-Ethernet-Karten

Hersteller	Modell	GbE							Anz. Ports	Mac OS X / macOS Treiber										Strom	Specs	Treiber-DL	Chip	Preis
		0,1	1	10	25	40	50	100		10.6	10.7	10.8	10.9	10.10	10.11	10.12	10.13	10.14	10.15
Chelsio	T62100-xx	×	✓	✓	✓	✓	✓	✓	2	×							✓			16 – 22W	[14]	[15]
Chelsio	T6225-xx	×	✓	✓	✓	×			2	×							✓			13 – 15W	[16]	[17]
Chelsio	T540-LP-CR	×	✓	✓	×				4	×							✓			11W	[18]	[19]
Chelsio	T520-SO-CR	×	✓	✓	×				2	×							✓			9W	[20]	[21]
Chelsio	T580-LP-CR	×	×	✓	×	✓	×		2	×							✓			17W	[22]	[23]
Solarflare	SFN5122F	×	✓	✓	×				2	×			✓					?	?			[24]		gebr. ~50€
Edimax	EN-9320SFP+	?	?	✓	×				1	×				✓			?	?	?	4,5W	[25]	[26]	Tenuti TN4010	112€
StarTech	PEX10000SFP	×	×	✓	×				1	×				✓					?	4,5W	[27]	[28]	Tenuti TN4010	199€
Small Tree	P2E10G-2-XR	✓	✓	✓	×				2	✓													Intel i8259x
Small Tree	P3E10G-4-XR	✓	✓	✓	×				4	✓													Intel i8259x
Small Tree	P3E10G-6-XR	✓	✓	✓	×				6	✓													Intel i8259x
Sonnet Tech	Presto G10E-SFP-2XA-E2	?	?	✓	×				2	×		✓											Intel
Sonnet Tech	Presto G10E-SFP-E	?	?	✓	×				1	×		✓										[29]	Myricom
Sonnet Tech	Presto G10E-SFP-2X-E2	×	×	✓	×				2	×		✓										[30]	Myricom
Sonnet Tech	Solo G10E-SFP-1X-E3	×	×	✓	×				1	×		✓

LC-Glas-Buchse-Ethernet-Karten

Hersteller	Modell	1GbE	10GbE	Anz. Ports	Mac OS X / macOS Treiber										Strom	Specs	Treiber-DL	Chip	Preis
					10.6	10.7	10.8	10.9	10.10	10.11	10.12	10.13	10.14	10.15
Small Tree	P2E10G-1-SR	✓	✓	1	×		✓										Intel i8259x
Small Tree	P2E10G-2-SR	✓	✓	2	×		✓											Intel i8259x
Small Tree	P2E10G-4-SR	✓	✓	4	×		✓											Intel i8259x
Small Tree	P2E10G-6-SR	✓	✓	6	×		✓											Intel i8259x

³: MacPro1,1 (2006) Achtung, nicht jede Karte läuft hier, bspw. die Small Tree nicht; Solarflare läuft dagegen.

Gebrauchtkauf

• Chelsio 320 oder 420 auf eBay, 10 GBit/s mit Treibersupport, ab 30-50€

Thunderbolt2/3-Gehäuse

• Akitio
• SonnetTech
• …

Netzwerk-Parameter

Verbessern der macOS-TCP-Kernel-Parameter:

sysctl -w net.inet.tcp.sendspace=2097152
sysctl -w net.inet.tcp.recvspace=2097152
sysctl -w net.inet.tcp.delayed_ack=2

Bei sehr alten macOS-Versionen (vor 10.11) prüfen, ob der 'maxsockbuf' mind. 4 MB groß ist:

sudo sysctl kern.ipc.maxsockbuf

Wenn er 'kleiner' ist, dann auf 4 MB oder 8 MB stellen:

sudo sysctl -w kern.ipc.maxsockbuf=4194304

oder

sudo sysctl -w kern.ipc.maxsockbuf=8388608

Die sysctls muss man noch in ein Script stecken, das man per launchd bei jedem Systemstart ausführen läßt – obige Befehle setzen das nur temporär, d.h. nach einem Neustart sind obige Parameter wieder auf Werkseinstellungen zurückgesetzt. Bis 10.14 einschließlich konnte man es auch nach /etc/sysctl.conf packen, ab 10.15 hat Apple die Datei als veraltet markiert.

Weiteres Tuning für ein paar Prozent mehr: die MTU von 1500 auf 9000 Bytes stellen: Netzwerk-Kontrollfeld am Mac, unter Debian Linux in /etc/network/interfaces im Interface ein 'mtu 9000'). Allerdings muss der Switch hier mitspielen, sonst geht die Performance kräftig runter, nicht hoch.

Links

• Sonnet-PCIe-Karten
• Sonnet-Thunderbolt-Adapter
• Small-Tree-10GbE-Karten
• Sonnet Tech-Karten & macOS Catalina 10.15

10GbE++ Switches & Router

• QNAP-Switches
• Quanta-Switches
• Mikrotik-Switches