Сети

CPU vs RAM в NAT: MT7981 Filogic 820 и MT7621

Влияние CPU на производительность NAT в MediaTek MT7981 (Filogic 820) сильнее RAM. Для роутера MT7621 с 1 ГБ ОЗУ и 128 МБ NAND: 900–940 Мбит/с с HW offload, 400–700 без. Тесты OpenWrt, PPPoE, SQM.

Авторы: НейроАгент

Насколько CPU влияет на производительность NAT по сравнению с количеством памяти в MediaTek MT7981 (Filogic 820)?

Для роутера с параметрами CPU MediaTek MT7621, 1 ГБ ОЗУ и 128 МБ NAND flash — сколько Мбит/с он сможет обеспечить в режиме NAT для исходящего трафика?

CPU оказывает гораздо большее влияние на NAT-производительность в MediaTek MT7981 (Filogic 820): без аппаратного offload CPU быстро становится бутылочным горлышком, с offload — скорость близка к гигабиту. Количество ОЗУ (1 ГБ vs 256 МБ) влияет в основном на количество сессий, SQM/буферизацию и стабильность при множественных потоках, но не даёт такого же прироста raw NAT-throughput, как аппаратное ускорение.

Содержание

Влияние CPU и RAM на NAT в MediaTek MT7981 (Filogic 820)

Коротко: CPU — это главный фактор для NAT-производительности, пока пакетная обработка делается программно. В MT7981 (Filogic 820) производитель встроил аппаратный NAT/flow‑offload, и именно он меняет правила игры: аппаратный модуль снимает с ядер основную работу по пересылке и обработке пакетов, снижая загрузку CPU на порядок и позволяя получить близкие к гигабиту скорости. Это подтверждает официальный даташит MT7981B, где указано поддержка аппаратного NAT и заметное снижение нагрузки на CPU при включённом HNAT (hardware NAT) — эффект порядка 80–90% снижения CPU‑load при массовой пересылке пакетов https://one.openwrt.org/hardware/MT7981B_Wi-Fi6_Platform_Datasheet_Open_V1.0.pdf.

Почему так происходит? NAT и connection tracking выполняют per‑packet и per‑flow операции — вычисление контрольных сумм, поиск/обновление записи в таблице, пересчёт заголовков. Всё это требует циклов CPU. Аппаратный offload переносит часть этих операций в схему, и тогда частота и количество ядер CPU уже не критичны для чистого throughput.

А роль RAM? ОЗУ отвечает за:

  • таблицы соединений (NAT sessions) и их объём;
  • буферы пакетов и состояние SQM (cake/fq_codel);
  • масштабирование при большом числе одновременных клиентов.

Практика показывает: с 256 МБ вы комфортно держите сотни сессий; переход на 1 ГБ даёт запас для SQM и десятков/сотен тысяч сессий без деградации QoS. Поэтому RAM повышает устойчивость и способность обслуживать множество параллельных потоков, но не удвоит и не утроит «чистый» NAT‑throughput, если CPU/оффлоад ограничивают скорость (пример обсуждений и тестов в сообществе OpenWrt) https://forum.openwrt.org/t/2-gbps-wan-lan-nat-routing-on-ramips-mt7621-devices/131478, https://www.cnx-software.com/2024/10/02/buy-openwrt-one-wifi-6-router-filogic-820-soc/.

Ожидаемая NAT‑производительность MT7621 с 1 ГБ RAM и 128 МБ NAND

Нужен конкретный ответ для роутера на MediaTek MT7621 с 1 ГБ ОЗУ и 128 МБ NAND? Вот реалистичные сценарии и ожидаемые скорости для исходящего NAT (LAN→WAN):

  1. С аппаратным offload (HW/NAT flow offloading) включённым
  1. Без аппаратного offload (чисто software NAT)
  • Типично: ≈400–700 Мбит/с. Многие пользователи отмечают падение скоростей до ~500 Мбит/с при активном NAT без offload; в ряде тестов исходный (source) throughput мог доходить до ~700 Мбит/с, но CPU был загружен близко к 100% https://forum.openwrt.org/t/mt7621-ethernet-performance-below-expectations/119901. Всё зависит от частоты CPU, загрузки других сервисов и количества параллельных потоков.
  1. PPPoE (особенно важный сценарий для провайдеров)
  1. Если включён SQM (cake/fq_codel) и вы хотите честный контроль задержек
  • С 1 ГБ RAM — практические замеры показывают устойчивую работу SQM на сотнях мегабит (пример: ~240 Мбит/с без потерь в одном тесте); с 256 МБ тот же SQM может ограничиваться ~100–150 Мбит/с в зависимости от конфигурации https://forum.openwrt.org/t/pppoe-and-high-usage-cpu-with-hw-nat-on-mt7621a/128182.
  1. Влияние NAND (128 МБ)
  • NAND флеш в 128 МБ — это хранилище для firmware/пакетов. Она практически не влияет на runtime NAT‑throughput; единственное — слишком маленькая NAND ограничит набор пакетов/логов, которые вы сможете установить/вести, но не скорость пересылки пакетов по сети https://www.cnx-software.com/2024/10/02/buy-openwrt-one-wifi-6-router-filogic-820-soc/.

Итоговый практический прогноз для вашего вопроса (MT7621, 1 ГБ RAM, 128 МБ NAND — исходящий NAT):

  • С включённым HW offload: ориентируйтесь на ~900–940 Мбит/с.
  • Без offload: ожидайте ~400–700 Мбит/с (обычно ~500 Мбит/с в типичных настройках).
  • При PPPoE: ~500–600 Мбит/с.
  • При включённом SQM: пропускная способность заметно снижается (порядка 200–300 Мбит/с при типичных конфигурациях на 1 ГБ).

Практические сценарии: аппаратное offload, PPPoE, SQM

А что реально нужно включить/проверить, чтобы получить максимум? Несколько ключевых пунктов:

  • Аппаратный offload. Убедитесь, что в прошивке включён flow offloading / hardware NAT (в OpenWrt — соответствующие опции и пакеты). Если offload не активен — вы будете ограничены CPU. Конкретные тесты на MT7621 показывают резкий скачок throughput при включении offload https://forum.openwrt.org/t/2-gbps-wan-lan-nat-routing-on-ramips-mt7621-devices/131478.

  • PPPoE. Хотите максимальную скорость по PPPoE? Будьте готовы к более низким цифрам: PPPoE добавляет процессинг, и на MT7621 часто наблюдают 500–600 Мбит/с вместо ~900 Мбит/с для plain NAT https://forum.openwrt.org/t/pppoe-and-high-usage-cpu-with-hw-nat-on-mt7621a/128182.

  • SQM. Контроль задержек «съест» часть пропускной способности. С 1 ГБ ОЗУ вы получите более высокий предел работы SQM, чем с 256 МБ, но всё равно это значительно ниже максимального offload‑throughput.

  • Что проверить при замерах:

  • Отключите SQM, VPN и ненужные firewall‑rules для бенчмарка.

  • Проверьте single‑stream и multi‑stream: iperf3 -c <сервер> -t 30 -P 1 и iperf3 -c <сервер> -t 30 -P 8. Single stream показывает, насколько CPU справляется с последовательным потоком; параллельные потоки — как offload/шина справляются с агрегированной загрузкой.

  • Смотрите загрузку CPU (top/htop) одновременно с iperf3. Если CPU близок к 100% — offload не работает или включены тяжёлые правила.

Рекомендации по конфигурации и тестированию

  • Для максимального NAT‑throughput: включите hardware flow offloading и держите конфигурацию firewall как можно проще (минимум ipset/conntrack helpers, которые могут ломать offload).
  • Для честного измерения: отключите SQM/VPN, используйте iperf3 с разными P‑параметрами, наблюдайте CPU.
  • Если нужен стабильный low‑latency и SQM: 1 ГБ RAM — правильный выбор; он даёт запас для таблиц и состояния SQM.
  • Для PPPoE‑сценариев планируйте меньшее значение «максимума» и тестируйте в реальных условиях провайдера.
  • Если вам нужно надёжно больше 1 Гбит/с — выбирайте SoC с поддержкой 2.5GbE + аппаратным HNAT (например, Filogic 820 / MT7981), а не полагайтесь на software NAT.

Примеры команд для теста (примерные):
iperf3 -c <server_ip> -t 30 -P 1 — single stream
iperf3 -c <server_ip> -t 30 -P 8 — 8 параллельных потоков

Источники

Заключение

Для mediatek mt7981 (Filogic 820) CPU влияет на NAT намного сильнее, если аппаратное offload не используется; включённый HNAT даёт близкие к гигабитным значениям и снижает нагрузку на CPU почти на порядок. В случае роутера на MT7621 с 1 ГБ ОЗУ и 128 МБ NAND ожидайте примерно 900–940 Мбит/с в NAT при включённом аппаратном offload; без offload — порядка 400–700 Мбит/с (PPPoE ≈500–600 Мбит/с, SQM заметно снижает пропускную способность). Вывод: для высокой NAT‑скорости сначала включайте/обеспечьте HW offload; ОЗУ лучше увеличивать ради стабильности множества сессий и SQM, но оно не заменит аппаратного ускорения.

Авторы
НейроАгент
Автор
Проверено модерацией
НейроОтветы
Модерация
CPU vs RAM в NAT: MT7981 Filogic 820 и MT7621