前言
今天來到Koolshare評測室的是一款特殊的交換機產品，它就是QNAP QGD-1600P Guardian網管型PoE交換機（官網鏈接）。它是業界第一部支持虛擬機 (VM) 應用的創新交換機產品，具備4接口60瓦及12接口30瓦RJ45 Gigabit PoE 接口，其中2個30瓦Gigabit PoE 接口為RJ45/SFP複合端口，能為裝置部署帶來更多彈性。下面來看看它的表現如何
▲QGD-1600P是一臺二層網管交換機，同時支持IEEE 802.3bt PoE++及802.3at PoE+高功率以太網供電標準，具備4接口60瓦及12接口30瓦Gigabit PoE，可同時輸出高達370瓦總電力給各式高功率PoE設備供電
▲本次測試使用的硬盤是WD Red SA500 1TB SSD和WD140EFFX 14TB HDD
開箱
▲QGD-1600P採用牛皮紙盒子包裝，QNAP一貫的風格。正面張貼了交換機的型號和規格
▲上層是配件盒，下層是QGD-1600P交換機本體
▲可以看到QGD-1600P本體被保護的很好，四周都是厚厚的海綿，可以避免運輸過程中的磕碰
▲配件盒一覽
▲盒中裝有說明書、保修卡、電源適配器、電源線等等附件
▲黑色國標電源線一根
▲超五類非屏蔽線一根
▲橡膠墊一塊
▲機架套件
▲QGD-1600P正面一覽。最左側是LCD 液晶顯示屏幕與控制按鍵（實時顯示交換器及QTS系統 IP、Firmware 等信息，幫助您隨時掌握系統狀態，同時可在屏幕上簡單設定與重啟系統，帶來便利的網管的體驗）。再往右分別是HDMI2.0接口一個（可連接至屏幕投放實時影像監控畫面），USB3.0接口一個（可彈性鏈接外接式擴展櫃），RJ45管理端口一個（透過獨立的 Host 管理端口可直接進入QTS系統內，不影響交換器網絡環境、穩定提升效能），USB2.0接口兩個，16個RJ45 LAN口（其中LAN1—LAN4口支持PoE++供電，每個端口最高可以提供60W的供電功率。LAN5—LAN16支持PoE+供電，每個端口最高可以提供30W的供電功率），兩個SFP端口（這兩個SFP端口和LAN15、LAN16 RJ45端口複用），Switch交換機Reset按鈕，QTS主機Reset按鈕，QTS主機電源按鈕（單獨關閉 QTS 時，Switch仍可提供局域網絡傳輸、維持運作不中斷，不受QTS更新等影響）
▲QGD-1600P正面一覽。最左側是PSU電源模塊，中間是三個方形網狀散熱孔，最右側則是兩個PCIe擴展槽（可透過選購PCIe適配卡擴充10GbE端口）
▲整個QGD-1600P尺寸為47.2×436.2×326.2mm。頂部左側貼著一張雲鑰安裝的教程，右側則是簡要的規格信息
▲QGD-1600P底部可以張貼上附件盒中附贈的橡膠墊，使其成為一臺桌面式交換機
▲橡膠墊粘貼好後的樣子
▲QGD-1600P側面預留了機架套件安裝孔
▲將機架套件安裝上就能讓QGD-1600P裝在機櫃中使用了
▲接著是硬盤部分。為QGD-1600P選擇的SSD是WD Red SA500 1TB。包裝盒採用紅白配色，左下角標註了硬盤的傳輸速率，右上角標明瞭硬盤容量和5年質保
▲背面做了開窗設計，通過窗口可以看到內部的SSD序列號
▲取出內部的WD Red SA500 1TB SSD
▲WD Red SA500 1TB SATA SSD具有卓越的耐久度，可處理NAS系統所需的繁重讀寫負載，能帶來24×7全天候運行環境所需的可靠性
▲WD Red SA500 SATA SSD最高容量能夠達到4TB，上述表格詳細的列出了不同容量的WD Red SA500 SATA SSD規格
拆解
▲首先打開機頂蓋
▲內部PCB分為上下兩層，右側是電源適配器，左側是2.5寸SATA硬盤倉，左上方是PCIe擴展槽倉
▲卸下電源
▲電源最大功率為418W，廠商是臺達
▲取下第一層PCB板
▲PCB板正面一覽
▲PD69208T4，以太網供電（PoE）管理芯片，支持802.3bt供電協議。負責LAN1-LAN4 RJ45 LAN口的PoE供電管理，單端口最高能支持60W的供電功率
▲PD69208M，以太網供電（PoE）管理芯片，支持802.3at供電協議。這裡有兩個PD69208芯片，負責LAN5-LAN16 RJ45 LAN口的PoE供電管理，單端口最高能支持30W的供電功率
▲拆下SATA Riser卡
▲繼續拆除風扇，該軸流風扇用於給SATA硬盤倉和PCIe擴展槽倉散熱。風扇型號FD124015LB，廠商是元山，規格為12V 0.08A，尺寸40x40x15mm
▲去除PCIe擴展槽倉
▲PCIe擴展槽倉轉接卡正面一覽
▲PCIe擴展槽倉轉接卡背面一覽
▲最後拆下PCB主板
▲PCB主板正面一覽，中間是採用主動散熱的鋁製散熱器，用於給兩個CPU散熱
▲拆下CPU散熱器。可以看到PCB主板中間有兩個CPU。另外，主板上有兩個SO-DIMM DDR4插槽，預裝了一根DDR4內存
▲DDR4內存一覽。DDR4 2400規格，採用海力士顆粒，1.2V電壓，容量為4GB。廠商是ADATA
▲拆下散熱器後的PCB主板正面一覽
▲核心部分，雙CPU結構。上方是VSC7425XJG-02，18端口Switch IC，集成12個10/100/1000Mbps三速率PHY，集成了主頻為416MHz的CPU；下方是Intel Celeron J4115 四核心處理器，1.8 GHz主頻 ，Boost頻率高達 2.5 GHz，14 nm工藝，10W TDP
▲VSC8504XKS-02，四端口10/100/1000Mbps三速率PHY
▲THGBMNG5D1LBAIL，Flash芯片，大小4GB，用於存放QTS系統
▲4CC22 D9MTG，RAM芯片，大小256MB，為VSC7425XJG-02交換IC服務。廠商是鎂光
▲IT8528E EC芯片，來自ITE。用於控制開機時序，風扇控制，溫度保護等等
▲BCM5720A0KFBG，雙端口PCIe 2.1以太網控制器，負責Intel J4115 CPU和VSC7425XJG-02交換IC之間的數據傳輸，廠商是博通
▲PS8409A，HDMI 2.0芯片，為HDMI 2.0接口提供支持
▲Intel i211at網卡芯片，為交換機的獨立管理接口（HOST端口）提供支持
▲PCB主板背面一覽
▲MX25L51245G，FLASH芯片，容量為64MB，用於存放QSS系統
▲簡單芯片示意圖
固件
QGD-1600P內置兩套操作系統。一套是用於管控交換機的QSS系統，一套是用於NAS的QTS系統，這兩套系統存放在不同的FLASH芯片中，互不干預。可以通過使用不同的IP地址來登錄這兩套系統。下面分別對QSS和QTS系統進行介紹
1.QSS Switch管理系統
▲QSS系統管理頁面，默認賬戶密碼admin，登錄後會提示更改密碼。遺憾的是暫時只有英文頁面
▲QSS系統主頁面。在這裡可以查看Switch CPU的使用情況，各端口使用狀態以及PoE供電功率。這裡可以看出Switch CPU是VSC7425
▲Devices—MAC History中可以查閱連接到這臺交換機的終端的MAC地址
▲Configuration—Ports Status中可以看到每個端口的狀況，是否在線，鏈接速率多少，有沒有進行流量控制等等
▲Configuration—Ports Statistics中可以看到每個端口的包數，字節數，錯誤率，丟失率等等
▲Configuration—Ports Configuration中可以設置每個端口是否啟用，端口速率，流量控制等功能
▲PoE—Power Consumption中可以查看每個端口的PoE功耗，以及查看該端口設備運行過程中消耗的最低以及最高PoE功耗
▲PoE—Power Configuration中可以查看每個端口支持的PoE協議。802.3bt即PoE++，可以看到端口1-4最高可以支持PoE++，剩餘的端口5-16最高支持802.3at，即PoE+。QGD-1600P的418W電源預留了370W用於PoE功耗
▲PoE—PoE Schedule中可以設定每個端口的PoE開啟和關閉時間，有計劃的對每個端口進行PoE供電時間安排，大幅促進綠能節電
▲除此之外，QGD-1600P還支持802.1Q VLAN
▲Link Aggregation中可以對交換機的任意四個端口進行鏈路聚合，目前支持LACP和Static兩種聚合方式
▲Traffic中可以對交換機的任意端口進行速率限制
▲QGD-1600P還支持QoS，有兩種QoS方式，一種是基於端口，另一種是基於VLAN。交換機提供了0-7個級別的優先級
▲Port Mirroring，端口鏡像功能是將一個或多個源端口的數據流量轉發到某一個指定端口來實現對網絡的監聽，在不嚴重影響源端口正常吞吐流量的情況下，可以通過鏡像端口對網絡的流量進行監控分析，是網管從目的端口通過分析源端口的流量來找出網絡存在問題的重要方式
▲交換機數據環路保護功能，默認開啟
▲系統信息中可以閱覽交換機的QSS系統IP登錄地址；固件信息；Switch CPU型號，溫度；PoE控制芯片型號，溫度等信息
▲對交換機的QSS系統管理地址進行設定，登錄密碼以及時區設定都非常方便
2.QTS NAS操作系統
▲QTS操作系統中可以使用QuNetSwitch訪問QSS，功能一樣，更加方便，這裡不在贅述
▲QTS操作系統想必大家都很熟悉了，具體不在詳述，本次重點介紹QTS的虛擬機功能
▲首先介紹的是最簡單快捷的方法。使用VM Installer安裝Openwrt系統，打造軟路由，PoE交換機，NAS於一體的ALL In One系統
▲這裡有三個系統可供選擇，分別是RouterOS，pfSense，OpenWrt。這裡需要注意的是，必須將交換機的HOST接口接到上級路由中，連接至Internet。因為這裡需要從Internet下載你選擇的系統進行安裝
▲在交換機上選擇WAN口，比較遺憾的是這裡WAN口只能選擇一個端口，對於雙線路的用戶不太友好
▲交換機上剩餘的端口會自動變更為LAN口，最後點擊應用，系統就會自動下載安裝OpenWrt，並按照你的設定配置好端口
▲進入OpenWrt系統一覽。由於系統自動下載的並不是Koolshare的LEDE，下面為大家介紹如何安裝Koolshare的LEDE
▲首先需要使用VirtualizationStation 3創建一臺虛擬機
▲MAC下使用qemu-img命令將論壇的LEDE轉換為qcow2格式
▲最後在VirtualizationStation 3中加載LEDE虛擬機
▲LEDE虛擬機創建好之後先不要運行，現在設定—網絡中新建一個適配卡
▲回到網絡與虛擬交換機中，按照上圖所示的模式新建一個虛擬交換機
▲給WAN口劃分VLAN，並綁定至交換機的端口，最後分配適配卡。這裡可以綁定多個端口，對於多線路用戶比較方便
▲繼續新建一個虛擬交換機，給LAN口劃分VLAN，並綁定至交換機的端口，最後分配適配卡
▲虛擬交換機部分配置完畢
▲接著來到網絡適配器—QTS接口中給適配卡3新增一條VLAN
▲新增的VLAN號和LAN口VLAN一致
▲到LEDE虛擬機中，設定—網絡中給兩張適配卡如上圖所示分配好虛擬交換機。這裡需要注意的是虛擬交換機不能分配錯
▲開機
▲LEDE啟動成功後，VLAN號為4005的Adapter 3的就能獲取到IP地址了
▲此時總覽中，拓撲圖應如上圖所示
▲通過LAN口，成功登陸Koolshare LEDE
All In One系統組建
▲先附上拓撲圖，這裡使用了Koolshare LEDE，運行UBNT控制器插件。打造集軟路由，交換機，NAS，UBNT AC控制器於一體的All IN One系統
▲這裡為QGD-1600P準備的是WD Red SA500 1TB SATA SSD
▲將兩塊WD Red SA500 1TB SATA SSD插上QGD-1600P，作為加速緩存。如果不想使用擴展櫃的話，可以選擇4TB的兩塊WD Red SA500 SATA SSD來做儲存池
▲如果覺得大容量SSD的價格暫時還無法接受，這裡還可以使用TR-004擴展櫃搭配HDD作為儲存池，再通過USB3.0線連接QGD-1600P
▲為TR-004擴展櫃準備的HDD是WD NAS紅盤WD140EFFX 14TB，WD140EFFX在多盤位NAS機箱中能保持可靠的性能
▲TR-004擴展櫃可以安裝四塊WD NAS紅盤WD140EFFX 14TB
▲不同容量的WD NAS HDD紅盤規格，可以根據自己的需求選擇合適的硬盤
▲最後將QGD-1600P和TR-004擴展櫃安置到機架中。All IN One系統帶來的好處就是節約機櫃空間
性能測試
1.作為LEDE軟路由
▲NAT單線程和十線程吞吐量。可能是因為虛擬機原因導致NAT吞吐量偏低
▲LAN to LAN單向單線程和十線程吞吐量
▲LAN to LAN雙向單線程和十線程吞吐量
2.作為NAS軟路由
▲TR-004擴展櫃中硬盤組RAID 5
▲QGD-1600P中硬盤組RAID 1作為高速緩存
▲進行大文件傳輸時，寫入速度為112MB/S左右
▲進行大文件傳輸時，讀取速度為112MB/S左右
▲掛載ISCSI儲存後，CrystalDiskMark測試。受制於QGD-1600P千兆LAN口，讀寫速度在意料之中。想要獲得更高的讀寫速度，可以選配QNAP萬兆PCIe網卡
功耗測試
▲QGD-1600P只運行QSS系統時，無終端接入時功耗為17.1W左右
▲接著啟動QTS系統時，無終端接入時功耗為22.2W左右
▲使用USB3.0接口接上TR-004後，功耗在22.9W左右
▲啟動LEDE虛擬機並PPPoE撥號後，功耗在24.5W左右
▲向QGD-1600P和TR-004的儲存池中傳輸文件時，功耗在29.0W左右
▲在QGD-1600P上接入3臺PoE AP，20個客戶端接入時，功耗在40.0W左右
噪音測試
▲環境噪音在38.1dB左右
▲QGD-1600P開機後，無論怎麼調風扇模式，噪音基本維持在50.2dB左右。QGD-1600P有三個風扇，一個是CPU風扇，一個是系統風扇，還有一個是1U電源的暴力扇。QGD-1600P的噪音來源就是這個1U電源的暴力扇，其他兩個風扇基本無聲，轉速最高時噪音也是被1U電源的暴力扇的噪音蓋過
▲測試QGD-1600P開機後正常運行10分鐘內噪音，每10秒記錄一次噪音值
總結
從測試結果來看，QGD-1600P除了虛擬機運行LEDE時的NAT能力較弱之外，基本沒什麼槽點。作為業界第一部支持虛擬機 (VM) 應用的交換器產品，QNAP QGD-1600P採用雙CPU架構，除了提供第二層網管交換能力，還能運行VM及QTS存儲操作系統。透過軟件功能定義，可將NAS、路由器、AP控制器等等整合於一機，打造All In One系統，節省了空間和能耗。除此之外，QGD-1600P還支持IEEE 802.3bt PoE++和802.3at PoE+高功率以太網供電標準，具備4接口60瓦及12接口30瓦Gigabit PoE，可同時輸出高達370瓦總電力給各式高功率PoE受電設備。最後，要將QGD-1600P家用的話，最好為其準備一間單獨的機房，或者更換1U電源內的暴力扇，不然會被噪音影響日常家居生活
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