Synology DX513 - a dysków będzie 5, a terabajtów 50 

Dylemat – to przed nim staje użytkownik, któremu kończy się miejsce na serwerze NAS. Kupować większe dyski, migrować do innej platformy a może kupić nowy serwer? Każde z rozwiązań jest „jakieś” i każde ma swoje wady i zalety. A może pójść drogą na skróty? Prosta i znacznie tańsza niż zakup nowego serwera. To Synology DX513 – jednostka rozszerzająca dla serwerów NAS Synology.

Brakujące miejsce na dyskach to odwieczny problem nie tylko w przypadku domowych sieci LAN ale również sieci korporacyjnych. Kolejne pliki projektów, dokumentów, kopii zapasowych, bazy danych, maszyny wirtualne, usługi i instalacje aplikacji. Skutecznie zapychają wolne miejsce przestrzeni dyskowej. Terabajt powierzchni dyskowej to obecnie dość niewielka porcja danych jaką przechowują firmy w sieci LAN. Wielkości te śmiało można liczyć w dziesiątkach terabajtów.

Kupując serwer NAS do firmy (a nawet do domu) warto brać pod uwagę ewentualny przyrost danych w sieci, by móc określić docelową pojemność. Kalkulując możemy bazować na swoim doświadczeniu lub na planach rozwoju firmy. Można również wybrać serwer NAS, który prócz dużej przestrzeni dyskowej oferuje dodatkowe jej szybkie poszerzenie bez konieczności zmiany serwera.

Taką funkcjonalnością charakteryzują się wybrane modele serwerów Synology. Są to zarówno rozwiązania typu rack jak i desktop. Jednym z nich jest prezentowany niedawno Synology DiskStation DS916+. Urządzenie posiada port e-SATA, do któego możemy podłączyć jednostki rozszerzające. Do lektury na temat DS916+ zapraszamy do artykułu na benchmark.pl. Dziś nieco bliżej przyjrzymy się jednostce rozszerzającej Synology DX513.

Jednostka rozszerzająca DX513 w przypadku Synology nie jest nowym pomysłem producenta. Już w 2010 roku Synology zaprezentował model DX510 przeznaczony m.in. dla NAS-ów DS1010+ i DS710+. Ciekawostką w przypadku jednostek rozszerzających jest ich uniwersalność. W zależności od modelu serwera możemy podłączyć do niego jednostki zawierające od 2 do aż 12 zatok dyskowych. Producent oferuje zarówno jednostki w obudowie desktop jaki rack. A większość jednostek współpracuje z wieloma modelami serwerów NAS. Pełną listę i przeznaczenie dla serwerów prezentujemy poniżej.

Warto zwrócić uwagę, że moduły rozszerzające możemy wykorzystać zarówno w potężnym rozwiązaniu rack RackStation RS3617xs+ jak i w niewielkim dwudyskowym modelu DS214play. Choć w tym ostatnim przypadku jednostka rozszerzająca pełni rolę oddzielnego wolumenu niezależnego od wolumenów serwera NAS.

Jednostkę Synology DX513 nietrudno pomylić testowanym kilka lat temu serwerem NAS DS1512+. Konstrukcja typu desktop/barebone to niewielkie, zgrabe rozwiązanie o wymiarach 157 x 248 x 233 mm.

Wzornictwo to było również stosowane w przypadku dwudyskowego NAS-a DS716+II. Wygląd jednostki to bardziej ukłon w stronę zastosowań korporacyjnych niż domowych. Producent podobnie jak w DS1512+ wyposażył NAS-a w zatoki dyskowe hot-swap, do których mamy swobodny dostęp. W celu zabezpieczenia sanek dyskowych przed przypadkowym demontażem każda z nich jest wyposażona w blokadę na kluczyk. Montaż dysków odbywa się bez użycia narzędzi. Nośniki blokowane są za pomocą plastikowych listew. Jeśli będziemy chcieli zamontować nośniki 2,5 cala musimy je przymocować za pomocą dołączonych wkrętów.

W DX513 nie zrezygnowano z jedynego „ekstrawaganckiego” elementu – błyszczącej czarnej ramki wokół zatok dyskowych. To na niej znalazły się diodowe wskaźniki statusu pracy, przycisk zasilania, alertu oraz podłączonego portu e-SATA. Z Kolei wskaźniki pracy dysków zostały przeniesione bezpośrednio na zamki sanek dyskowych. Reszta obudowy to czarne lekko chropowate tworzywo. Pozostałe elementy wzornicze w porównaniu z DS1512+ są niemal identyczne – drobne różnice kosmetyczne – wyglądu sanek dyskowych czy detali przycisków i wskaźników diodowych.

Z boku DX513 tradycyjnie znalazło się perforowane logo producenta wspomagające cyrkulację powietrza. Z tyłu zamontowano ciche 80-milimetrowe wentylatory. Oprócz nich znajdziemy port e-SATA, gniazdo zasilania, blokadę Kensington oraz przełącznik trybu pracy. Pozwala on na sterowanie zasilaniem jednostki rozszerzającej przez podłączony serwer NAS. Nietrudno zauważyć, że DX513 to niezwykle prosta i, o czym za chwilę się przekonamy, funkcjonalna konstrukcja.

Poniżej przedstawiamy szczegółową specyfikację rozwiązania DX513.

W dalszej części prezentacji nie będziemy szczegółowo omawiać funkcjonalności serwera Synology. Skupimy się na funkcjach jednostki DX513 oraz korzyściach jakie daje podłączenie jednostki do NAS-a i możliwościach konfiguracji.

Montaż i podłączanie DX513 do serwera NAS jest banalnie proste. Podłączamy przewód e-SATA do portu w serwerze NAS i jednostce rozszerzającej. Nie zapomnijmy o zasilaniu. I to wszystko. Wystarczy włączyć zasilanie jednostki i poczekać na jej uruchomienie. Ważną rzeczą jest możliwość podłączania DX513 bez konieczności wyłączania serwera. Pozwala to na gorąco uruchomić dodatkową przestrzeń dyskową.

Pora zalogować się do serwera Synology i skonfigurować przestrzeń dyskową. Instalacja NAS-a z jednostką rozszerzającą cechuje duża uniwersalność, elastyczność i konfigurowalność. Już na samym początku możemy wybrać w jaki sposób będzie pracował duet DS916+ oraz DX513:

• niezależne wolumeny dyskowe na DS916+ i DX513,
• łączone wolumeny dyskowe z dysków DS916+ i DX513.

W pierwszym przypadku mówimy o konfiguracji, w której będziemy mieć co najmniej dwie macierze RAID. Pierwsza z nich to obecna w NAS-ie. Drugą i kolejne skonfigurujemy w jednostce rozszerzającej. Druga konfiguracja pozwala na dołączenie do istniejącej macierzy w NAS-ie dysków z jednostki rozszerzającej. To w jaki sposób wykorzystamy DX513 jest zależne tylko i wyłącznie od nas i naszych potrzeb. Sprawdźmy co oferuje duet Synology.

Logujemy się do DSM na DS916+ i wchodzimy do apletu Zarządzanie przechowywaniem. W głównym oknie możemy sprawdzić stan dysków i przystąpić do tworzenia wolumenów. Można również zerknąć do zakładki HDD/SSD i sprawdzić czy system widzi wszystkie dyski twarde.

Mając do dyspozycji aż 9 dysków twardych możemy bardzo elastycznie gospodarować powierzchnią. Jeśli weźmiemy pod uwagę, że urządzenia obsługują nośniki do 10 TB to w ostatecznej konfiguracji uzyskamy przestrzeń dyskową blisko 90 TB surowej powierzchni.

Oprócz wspomnianej wcześniej konfiguracji dysków na poziomie fizycznym (niezależne lub połączone dyski jednostki i NAS-a w macierz) musimy zdecydować o konfiguracji logicznej wolumenów. Pierwszy scenariusz to tworzenie macierzy ze wskazanych dysków o określonym poziomie funkcjonalności RAID. W takim przypadku tworzony jest wolumen i wykorzystywana jest cała powierzchnia wszystkich dysków. Poniżej film prezentujący proces tworzenia macierzy RAID 0 z 4 dysków – dwóch z DS916+ oraz dwóch z DX513.

W zależności od poziomu macierzy RAID możemy rozszerzać powierzchnię poprzez dodanie kolejnych dysków. Tu doskonałym scenariuszem jest moment, w którym brakuje nam miejsca na DiskStation i stanęliśmy przed koniecznością powiększenia jego powierzchni. Poniższy film objaśnia ideę dodawania dysków. Proces jest dość długotrwały, jednak w efekcie otrzymujemy powierzchnię dyskową zwiększoną o dostępne dyski DS916+ jak i DX513.

Drugie rozwiązanie pozwalające na logiczną rozbudowę powierzchni jest wygodniejsze w przypadku gdy serwer NAS będzie pełnił kilka ról i funkcji. To tworzenie grup dysków. Grupy pozwalają na utworzenie wielu wolumenów w macierzy RAID i dość elastyczne konfigurowanie powierzchni dyskowej. Dla przykładu możemy utworzyć macierz SHR z 4 dysków i wiele wolumenów na wrażliwe dane. Z kolei drugą grupę dysków (na przykład 3 dysków DX513) skonfigurować jako RAID 0 na potrzeby maszyn wirtualnych.

Proces tworzenia grup w macierzy prezentuje poniższy film. Drugi film prezentuje w jaki sposób tworzymy kolejny wolumen w ramach grupy dysków.

Dodatkowym atutem rozwiązania jest możliwość przypisywania do danego wolumenu w grupie dowolnej powierzchni dyskowej (w ramach pojemności dostępnej w macierzy). Tutaj powiększanie trwa dosłownie kilkanaście sekund.

Rozbudowa serwera NAS o jednostkę rozszerzającą – szczególnie pokroju DS916+ posiada jeszcze co najmniej trzy zalety: pamięć podręczna SSD, wirtualizacja oraz hot spare. Mając do dyspozycji 9 zatok dyskowych możemy dwie z nich przykładowo przeznaczyć na nośniki SSD, konfigurując mechanizm pamięci podręcznej. Funkcjonalność poprawia nie tylko wydajność całej macierzy ale również zmniejsza opóźnienia. Najczęściej zmieniane dane są przechowywane w szybkiej pamięci SSD.

Wystarczy, że zamontujemy nośniki SSD do serwera NAS a następnie uruchomimy kreator pamięci podręcznej SSD. W kolejnym kroku należy przypisać pamięć podręczną do określonego wolumenu. Proces tworzenia pamięci podręcznej SSD dla wolumenu prezentuje poniższy film. A jak wygląda sama praca pamięci SSD? O tym możecie przeczytać w materiale dotyczącym serwera DS916+.

Nie należy zapominać o możliwościach wirtualizacji serwera, a co za tym idzie pełniejszego wykorzystania jednostki DX513. DiskStation DS916+ wspiera VMware, Citrix, Hyper-V oraz funkcjonalności VMware VAAI i Windows ODX. Wykorzystując ogromną przestrzeń na dane oraz dwa interfejsy sieciowe ethernet w DS916+ możemy skonfigurować jednostki LUN (zarówno na poziomie plików jak i bloku). Następnie z użyciem protokołu iSCSI zamontować cele na potrzeby wirtualizacji do hypervisora.

Biorąc pod uwagę dużą pojemność DS916+ i DX513 mamy do dyspozycji spore pole do popisu jeśli chodzi o tworzenie jednostek logicznych.

Ostatnia z wymienionych cech DS916+ i DX513 to dyski hot spare. Mechanizm jest doskonale znany użytkownikom z rozwiązań serwerów PC. Dokładnie taką samą funkcję pełni on w serwerach NAS Synology. Dyski hot spare wykorzystujemy jako nośniki „zapasowe”. W uruchomionym środowisku dyski hot spare są w stanie oczekiwania i nie biorą „czynnego” udziału w pracy NAS-a. W przypadku gdy któryś z aktywnych dysków macierzy ulegnie awarii natychmiast uruchamiany jest dysk zapasowy w miejsce uszkodzonego.

Jak zachowuje się NAS w momencie uszkodzenia jednego z dysków i mechanizmu hot spare? Na zrzucie ekranu poniżej widać dyski hot spare przypisane do Wolumenu 1.

Zasymulowaliśmy awarię odłączając dysk numer 3 z serwera DS916+. Serwer potrzebował kilku sekund, by stwierdzić degradację wolumenu i natychmiast przypisał jeden z dysków hot spare informując nas o tym komunikatem w panelu powiadomień.

Rozpoczął się proces odbudowy wolumenu – co prezentuje poniższy film. Również w aplecie Hot Spare możemy znaleźć informację, że jeden z nośników służy do reperowania wolumenu 1.

By przekonać się jak sprawuje się serwer NAS w duecie z DX513 zmieniliśmy nieco metodologię testów, którą wykorzystywaliśmy dla serwerów NAS. Skupiliśmy się na porównaniu szybkości działania DS916+, DX513 oraz konfiguracji, w której wykorzystujemy jednocześnie dyski DS916+ oraz DX513. W trakcie procedury testowej nie wykorzystywaliśmy mechanizmów kopiowania plików a jedynie mierzyliśmy maksymalną wydajność oraz liczbę operacji I/O. Na potrzeby testów wykorzystaliśmy dobrze znaną procedurę testową:

• Benchmarki ATTO Disk Benchmark, CrystalDiskMark,
• sprawdzenie wydajności macierzy pod kątem operacji wejścia/wyjścia – skrypt Powershell z diskspd.

Platformą sprzętową do testów z użyciem protokołów SMB, iSCSI był serwer HP ProLiant MicroServer N36L ze skonfigurowaną macierzą RAID 0

• System operacyjny: Windows Server 2008 R2
• Procesor AMD Athlon DualCore 1,3 GHz
• Pamięć RAM: 8 GB
• Dysk twardy: macierz RAID 0
• Sieć ethernet: 4x1 Gbps (zagregowane połączenie)
• NAS i serwer testowy zostały podłączone do przełącznika sieciowego Netgear M4100.

By wyeliminować prawdopodobieństwo pojawienia się błędu związanego z różnymi dyskami twardymi wykorzystaliśmy do testów 9 takich samych dysków Seagate, które zamontowaliśmy do serwera NAS i jednostki rozszerzającej.

Przyglądając się wynikom testów maksymalnej wydajności stwierdzamy, że ta jest na bardzo dobrym poziomie. Dla przykładu maksymalny odczyt (CIFS/SMB) dla macierzy JBOD i DS916+ wyniósł 107 MB/s, dla DX513 – 112 a w przypadku połączonych urządzeń 111 MB/s. Podobnie jest w przypadku macierzy SHR. Tu króluje DS916+ - odczyt (CIFS/SMB) 113 MB/s, DS513 – nieco niżej bo 110 MB/s. A w ducie 112 MB/s. Przyglądając się wykresom maksymalnej wydajności SMB widać, że wyniki są na dosć równym poziomie. Różnice pomiędzy wydajnością NAS, DX513 i połączonych urządzeń nie przekraczają 5 MB/s.

Wyraźny spadek wydajności zauważyliśmy w przypadku konfiguracji macierzy RAID 10 (DS916+ połączony z jednostką DX513) w kierunku zapis na NAS z wykorzystaniem protokołu iSCSI. Tu gdzie DS916+ osiągnął 101 MB/s, jednostka zaledwie 83 a w połączeniu 89 MB/s. To różnica ponad 10%.

W testach operacji wejścia/wyjścia zaobserwowaliśmy wahania jeśli chodzi o maksymalne wartości IOPS. Są one wyraźniejsze niż w przypadku testów maksylanej wydajności.

Dla przykładu macierz RAID 0, protokół CIFS/SMB - DS916+ osiągnął wynik 17578, zaś jednostka o blisko 2000 niższy. To również odbiło się na wyniku połączonych urządzeń. Podobna sytuacja ma miejsce dla macierzy RAID 5 w kierunku zapis na NAS – DS916+ - 13523, DX513 – zaledwie 9951. A łącznie 9972. W testach protokołu iSCSI różnice są znacznie mniejsze.

Na zakończenie wyniki z benchmarków ATTO Disk Benchmark oraz CrystalDiskMark. Każdy z wyników zawiera po 3 zapisy testów. Od lewej test serwera DS916+, w środku test jednostki DX513, po prawej test wolumenu złożonego z dysków DS916+ i DX513.

• JBOD

• SHR

• RAID 0

• RAID 1

• RAID 5

• RAID 10

• JBOD

• SHR

• RAID 0

• RAID 1

• RAID 5

• RAID 10

• JBOD

• SHR

• RAID 0

• RAID 1

• RAID 5

• RAID 10

• JBOD

• SHR

• RAID 0

• RAID 1

• RAID 5

• RAID 10

Jednostki rozszerzające - a w szczególności model DX513 to doskonały sposób na problem brakującego miejsca na NAS-ie. Dzięki pełnej integralności z serwerami Synology rozwiązanie umożliwia tworzenie i zarządzanie wolumenami dyskowymi w identyczny sposób jak w serwerze NAS. Robudowa systemu sieciowej pamięci masowej nie tylko pozwoli na zwiększenie pojemności dyskowej. Umożliwi także pełniej wykorzystać funkcje hot spare czy pamięci podręcznej. Dzięki bardzo dobrej wydajności możemy zapomnieć o wymianie serwera NAS. Synology DX513 będzie znacznie lepszym,  a przede wszystkim tańszym pomysłem.

• bardzo dobra wydajność z użyciem protokołu SMB
• możliwość pełnego wykorzystania funkcjonalności NAS bez znacznej utraty pojemności dyskowej
• cicha praca
• bardzo prosta konfiguracja

• niewielki spadek wydajności w macierzy RAID 10 i protokole iSCSI