Testy wydajnościowe

Testy wydajnościowe serwera DS1817 przeprowadziliśmy przy wykorzystaniu benchmarków ATTO Disk Benchmark, CrystalDiskMark oraz kopiując pliki z serwera i na serwer, przy użyciu Eksploratora Windows (SMB, iSCSI). Dodatkowo sprawdziliśmy wydajność urządzenia pod kątem operacji wejścia/wyjścia. Procedura kopiowania obejmowała próby przeprowadzone trzykrotnie:

• kopiowanie na serwer i pobieranie z serwera jednego pliku o wielkości 2 GB
• kopiowanie na serwer i pobieranie z serwera 1000 plików o wielkości 2 MB każdy
• kopiowanie na serwer i pobieranie z serwera 10000 plików o wielkości 2 KB każdy

Platformą sprzętową do testów wykorzystania protokołów SMB, iSCSI był serwer Lenovo serii x3750 M4 z adapterami sieciowymi Intel X540-T2. NAS i serwer testowy zostały podłączone do przełącznika sieciowego Netgear XSM4348S. W teście wykorzystaliśmy nośniki SATA 3,5" WD Red  o pojemności 1 TB oraz nośniki SSD Kingston SUV500 240GB.

Kopiowanie plików - protokół SMB

Testy kopiowania danych przeprowadziliśmy dla wszystkich typów macierzy obsługiwanych przez DS1817. Ponieważ w większości przypadków obserwowaliśmy podobne lub zbliżone wyniki wybraliśmy tylko kilka przykładów do prezentacji wyników. Wyraźnie widać, że gigabitowe interfejsy sieciowe cechuje wysoka wydajność jeśli chodzi o kopiowanie dużych, małych i niewielkich plików. Szybkość transferu danych w przypadku folderu szyfrowanego i dużych plików nie spada poniżej 100 MB/s. Nieco gorzej jest w podczas kopiowania plików o rozmiarze 2-3 MB. W przypadku folderu zaszyfrowanego możemy liczyć na wyniki rzędu 56-65 MB/s.

Wykorzystując technologię Pamięci podręcznej SSD lub stosując nośniki SSD widać zwiększenie szybkości kopiowania. W przypadku dużych plików są to wartości rzędu 2-7 MB/s. Jednak kopiując mniejsze pliki szybkość transferu wzrasta nawet o kilkanaście megabajtów.

Kopiowanie dużego pliku (2 GB)
Protokół SMB [MB/s]

Typ macierzy	Upload Download
RAID 1 HDD	105  110
RAID 1 HDD + SSD Cache	108  111
RAID 1 SSD	112 112
RAID 1 HDD folder szyfr.	103  104
RAID1 HDD + SSD Cache folder szyfr.	103  104
RAID 1 SSD folder szyfr	105  109
RAID 10 HDD	110  111
RAID 10 HDD + SSD Cache	111  111
RAID 10 SSD	111  112
SHR HDD	107  111
SHR HDD + SSD Cache	110  112
SHR SSD	112 112

Kopiowanie małych plików (1000x2 MB)
Protokół SMB [MB/s]

Typ macierzy	Upload Download
RAID 1 HDD	55 64
RAID 1 HDD + SSD Cache	70 73
RAID 1 SSD	78 76
RAID 1 HDD folder szyfr.	56 57
RAID1 HDD + SSD Cache folder szyfr.	59 60
RAID 1 SSD folder szyfr	65 61
RAID 10 HDD	77 79
RAID 10 HDD + SSD Cache	79 79
RAID 10 SSD	82 84
SHR HDD	72 72
SHR HDD + SSD Cache	74 74
SHR SSD	77 76

Kopiowanie małych plików (10000x2 KB)
Protokół SMB [MB/s]

Typ macierzy	Upload Download
RAID 1 HDD	0,31 0,33
RAID 1 HDD + SSD Cache	0,32 0,33
RAID 1 SSD	0,37 0,37
RAID 1 HDD folder szyfr.	0,12 0,21
RAID1 HDD + SSD Cache folder szyfr.	0,21 0,27
RAID 1 SSD folder szyfr	0,33 0,33
RAID 10 HDD	0,25 0,33
RAID 10 HDD + SSD Cache	0,29 0,34
RAID 10 SSD	0,33 0,37
SHR HDD	0,25 0,27
SHR HDD + SSD Cache	0,27 0,28
SHR SSD	0,30 0,32

Kopiowanie plików - protokół iSCSI

Kopiowanie dużego pliku (2 GB)
Protokół iSCSI [MB/s]

Typ macierzy	Upload Download
RAID 1 HDD	96 97
RAID 1 HDD + SSD Cache	101  106
RAID 1 SSD	105 108
RAID 10 HDD	103  110
RAID 10 HDD + SSD Cache	108  110
RAID 10 SSD	110  112
SHR HDD	101  102
SHR HDD + SSD Cache	103  106
SHR SSD	105 110

Kopiowanie małych plików (1000x2 MB)
Protokół iSCSI [MB/s]

Typ macierzy	Upload Download
RAID 1 HDD	85 82
RAID 1 HDD + SSD Cache	86 84
RAID 1 SSD	90 93
RAID 10 HDD	90 90
RAID 10 HDD + SSD Cache	93 94
RAID 10 SSD	95 96
SHR HDD	85 84
SHR HDD + SSD Cache	88 85
SHR SSD	88 88

Kopiowanie małych plików (10000x2 KB)
Protokół iSCSI [MB/s]

Typ macierzy	Upload Download
RAID 1 HDD	0,92 1,10
RAID 1 HDD + SSD Cache	1 1,20
RAID 1 SSD	1,02 1,27
RAID 10 HDD	0,95 1,27
RAID 10 HDD + SSD Cache	1,02 1,28
RAID 10 SSD	1,20 1,35
SHR HDD	0,98 1,18
SHR HDD + SSD Cache	0,99 1,20
SHR SSD	1,28 1,22

Maksymalna wydajność sieciowa - odczyt z NAS i zapis na NAS

Protokół SMB i iSCSI [MB/s]

Maksymalna wydajność sieciowa z wykorzystaniem interfejsów gigabitowych zmierzona została z użyciem narzędzia diskspd. Co zaskakuje, to dość wyrównane wyniki wszystkich typów macierzy niezależnie od zastosowanych nośników danych. Jedynie w przypadku folderu szyfrowanego szybkość zapisu na klasycznych nośnikach spadała do poziomu 104 MB/s. W większości przypadku odczyt z NAS-a kształtuje się na poziomie 112-113 MB/s a zapis w okolicach 110 MB/s.

IOPS - odczyt z NAS i zapis na NAS - sieć 1 GbE

Test pomiaru wartości IOPS dla dwóch protokołów przeprowadziliśmy z użyciem następujących parametrów testowych diskpsd:

• czas testu: 120 sekund
• blok danych: 4 KB
• liczba wątków: 8
• wielkość pliku: 4 GB
• oddzielny test dla odczytu: 100% read
• oddzielny test dla zapisu: 100% write

Ponieważ dane tabelaryczne mogą być nieco nieczytelne przenieśliśmy je na wykres, w którym wyraźnie da się zauważyć wzrost liczby operacji wejścia wyjścia w przypadku stosowania nośników SSD lub wykorzystania pamięci podręcznej SSD. Pierwszy z wykresów prezentuje wartości IOPS dla protokołu SMB, drugi dla iSCSI

Kliknij na grafikę aby powiększyć

Kliknij na grafikę aby powiększyć

Wydajność LACP w sieci 1 GbE

Wydajność połączenia czterech interfejsów sieciowych sprawdziliśmy tworząc dwa LAG-i 802.3ad z użyciem przełącznika Netgear M4100. Do kopiowania użyliśmy 4 notebooków, które transmitowały dane w tym samym czasie. Macierz RAID została skonfigurowana z 4 dysków SSD w trybie RAID 0. Utworzyliśmy dwa połaczenia zagregowane - jedno z interfejsów gigabitowych, drugie z portów 10 GbE. Celowo jednak podłączyliśmy NAS-a do gigabitowego przełącznika by mieć możliwość porównania transferów w sieci gigabitowej i 10 GbE.

Wydajność zagregowanych połączeń jest na wysokim poziomie. Każdy z komputerów mógł swobodnie wymieniać dane z szybkością porównywaną z wynikami pojedynczych interfejsów sieciowych. Łączna szybkość zapisu danych wynosiła 422 MB/s. Z kopie pobieranie danych z serwera odbywało się z szybkością o 5 MB/s wyższą.

Wydajność sieci 10 GbE

Testy wydajności połączeń 10 GbE przeprowadziliśmy z wykorzystaniem wyżej wymienionego serwera IBM. Z uwagi na brak dodatkowych urządzeń klienckich obsługujących 10 GbE nie byliśmy w stanie przeprowadzić testów zagregowanego połączenia dwóch interfejsów 10 GbE. Dlatego nasze wyniki zaprezentujemy tylko dla pojedynczej karty sieciowej.

Testy przeprowadziliśmy z wykorzystaniem benchmarków a także wykonując klasyczne operacje kopiowania danych z użyciem Eksploratora Windows. Pomiary zostały wykonane dla macierzy RAID 0 złożonej z nośników SSD oraz dla protokołów SMB i iSCSI. Poniżej grafiki prezentujące szybkości kopiowania danych.

Protokół SMB - pobieranie i wysyłanie

Protokół iSCSI pobieranie i wysyłanie

Jak na dość tani serwer do zastosowań biznesowych wyniki dla obudwu protokołów są bardzo dobre. Oczywiście serwery NAS wyższych klas (chociażby FS1018) potrafią przetwarzać dane ze znacznie większą szybkością. Jednak w przypadku DS1817 na uwadze należy mieć pewne ograniczenia związane z nośnikami danych, ich maksymalną szybkością zapisu i magistralą SATA. Szybkość kopiowania z NAS-a na poziomie blisko 900 MB/s oraz zapis z szybkością ponad 660 MB/s to rewelacyjny wynik jak na niedrogą jednostkę DS1817.

Maksymalna wydajność sieciowa - odczyt z NAS i zapis na NAS w sieci 10 GbE

By sprawdzić jak wygląda maksymalna wydajność sieciowa z wykorzystaniem sieci 10 GbE wykorzystaliśmy ponownie aplikację diskspd. Pod uwagę wzięliśmy dwa typy macierzy: RAID 0 oraz RAID 5 w trzech scenariuszach: tylko dyski HDD, dyski HDD z technologią SSD Cache oraz dyski SSD.

O ile w przypadku sieci 1 GbE różnice w szybkości kopiowania były niewielkie to wyniki w sieci 10 GbE wyraźnie widać zależność szybkości od stosowanego nośnika lub technologii. Dla macierzy złożonych z klasycznych nośników możemy liczyć na wydajność na poziomie maksymalnej wydajności dysków mechanicznych. Dołożenie technologii SDD Cache sprawia, że wzrost jest zauważalny o ponad 100 MB/s w porównaniu z macierzą HDD. Z kolei wykorzystanie samych nośników SSD sprawia, że szybkość wzrasta dwu- a nawet blisko trzykrotnie.

Protokół SMB [MB/s]

Protokół iSCSI [MB/s]

IOPS - odczyt z NAS i zapis na NAS w sieci 10 GbE

Test pomiaru wartości IOPS dla 2 typów macierzy oraz dwóch protokołów przeprowadziliśmy z użyciem następujących parametrów testowych diskpsd:

• czas testu: 120 sekund
• blok danych: 4 KB
• liczba wątków: 8
• wielkość pliku: 4 GB
• oddzielny test dla odczytu: 100% read
• oddzielny test dla zapisu: 100% write

Podobnie jak w przypadku sieci 1 GbE różnice w liczbie operacji wejścia wyjścia dla poszczególnych nośników zastosowanych w macierzach wyraźniej widać na wykresach. Pierwsza grafika dotyczy protokołu SMB, druga iSCSI.

Kliknij aby powiększyć

Kliknij aby powiększyć

Co ciekawe - wyniki testów praktycznych w porównaniu z benchmarkami ATTO Disk Benchmark a szczególnie CrystalDiskMark są wyższe. Po lewej stronie znajdują się testy protokołu SMB, po prawej iSCSI.

Test – protokół SMB i iSCSI ATTO Disk Benchmark sieć 10 GbE

Test – protokół SMB i iSCSI, CrystalDiskMark - sieć 10 GbE