Serwery plików NAS

Testy wydajnościowe

Testy wydajnościowe serwera QNAP TS-677 przeprowadziliśmy przy wykorzystaniu benchmarków ATTO Disk Benchmark, CrystalDiskMark oraz kopiując pliki z serwera i na serwer, przy użyciu Eksploratora Windows (SMB). 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

Kopiowanie danych z wykorzystaniem protokołu CIFS/SMB przeprowadziliśmy dla macierzy RAID1, RAID10. Oczywiście sprawdziliśmy jak QNAP radzi sobie z klasycznymi dyskami HDD, nośnikami SSD, technologią przyspieszenia pamięci podręcznej oraz Qtier. Warto zauważyć wyrównane wyniki jeśli chodzi o kopiowanie dużych plików. Niezależnie od typu macierzy i nośników szybkość pobierania i wysyłania danych oscylowała w granicach 112-114 MB/s. Na pochwałę zasługuje bardzo dobra szybkość kopiowania małych i niewielkich plików. Wartości 98-99 MB/s częściej widzieliśmy jako wyniki maksymalnych wydajności niewielkich NAS-ów do zastosowań domowych.

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

 

Typ macierzy Upload EXT4
Download EXT4
RAID 1 HDD  112
 113
RAID 1 HDD + SSD Cache  112
 113

RAID 1 SSD

 113
 114
RAID 1 HDD Qtier 112
113
RAID10 HDD  112
 113
RAID 10 HDD + SDD Cache  112
 113
RAID 10 SSD  113
 114
RAID 10 HDD Qtier  112
 113

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

Typ macierzy Upload EXT4
Download EXT4
RAID 1 HDD 79
92
RAID 1 HDD + SSD Cache 86
94

RAID 1 SSD

89
98
RAID 1 HDD Qtier 85
98
RAID10 HDD 80
93
RAID 10 HDD + SDD Cache 94
98
RAID 10 SSD 94
99
RAID 10 HDD Qtier 92
99

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

Typ macierzy Upload EXT4
Download EXT4
RAID 1 HDD 0,47
0,74
RAID 1 HDD + SSD Cache 0,65
0,76

RAID 1 SSD

0,67
0,79
RAID 1 HDD Qtier 0,58
0,79
RAID10 HDD 0,68
0,75
RAID 10 HDD + SDD Cache 0,68
0,77
RAID 10 SSD 0,69
0,80
RAID 10 HDD Qtier 0,68
0,79

Maksymalna wydajność sieciowa - odczyt z NAS i zapis na NAS

Protokół SMB i iSCSI [MB/s]

Rzeczywiste testy kopiowania danych potwierdzają także pomiary wykonane przy użyciu diskspd. Niezależnie od typu macierzy czy użytych dysków wyniki pobierania i wysyłania danych wynosiły od 114 do 116 MB/s. Co ciekawe proces szyfrowania wolumenów nie miał żadnego wpływu na wyniki pomiarów diskspd. Pamiętajmy jednak, że są to testy przeprowadzone z wykorzystaniem interfejsu gigabitowego.

Niestety nie mieliśmy możliwości przeprowadzić testów z interfejsami 10 Gb/s. W przypadku testów z wykorzystaniem 10-gigabitowej sieci należy mieć na uwadze fakt, że w zależności od użytych nośników i technologii pomiary będą się znacząco różnić. Według danych producenta wydajność pojedynczego adaptera 10 GbE wynosi: 1031 MB/s zapis i 1179 MB/s odczyt. Skorzystanie z podwójnego połączenia 10 Gb/s pozwala niemal podwoić wynik do wartości: 1931 MB/s zapis i 2340 MB/s odczyt. 

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

Z uwagi na skumulowaną ilość danych wartości IOPS przedstawimy na wykresach. Test został przeprowadzony dla:

  • protokołu SMB i iSCSI
  • macierzy RAID 0, 1, 5, 10
  • macierzy RAID 0 dla dysków M.2
  • zwykłych dysków HDD, dysków SSD
  • technologii SSD Cache
  • technologii Qtier
  • folderu szyfrowanego

Jak łatwo zauważyć najniższe wyniki IOPS zarejestrowaliśmy dla macierzy złożonych z nośników HDD i jest to normalny objaw. Dopiero zastosowanie wydajniejszych nośników lub technologii poprawiających wydajność dyskową sprawia, że rośnie liczba operacji wejścia/wyjścia. A dodatkowo jeśli wykorzystamy nośniki SSD wzrośnie także szybkość kopiowania danych z użyciem interfejsów 10 Gb.

QNAP udowadnia, że by uzyskać maksymalną wydajność nie musimy stosować samych nośników SSD. Jeśli przyjrzymy się wynikom wyraźnie widać, że wartości IOPS dla dysków SSD są porównywalne z wartościami Qtier czy SSD Cache. Kolejna zaleta to rachunek ekonomiczny - wykorzystując Qtier obniżamy znacząco koszty przechowywania danych w porównaniu z wykorzystaniem tylko nośników SSD.

IOPS - protokół SMB

Kliknij na grafikę aby powiększyć

IOPS - protokół iSCSI

Kliknij na grafikę aby powiększyć

Wydajność LACP w sieci 1 GbE

Wydajność połączenia czterech interfejsów sieciowych sprawdziliśmy tworząc LAG 802.3ad z użyciem przełącznika Netgear XSM4348S. Do kopiowania użyliśmy 4 komputerów, które transmitowały dane w tym samym czasie. Macierz RAID została skonfigurowana z 4 dysków SSD w trybie RAID 0. Poniżej zestawienie wyników kopiowania danych dla poszczególnych komputerów oraz ich sumaryczna szybkość.

  PC1 [MB/s] PC2 [MB/s] PC3 [MB/s] PC4 [MB/s] Suma [MB/s]
Pobieranie z NAS 110,1 111,8 108,3 111,1 441,3
Wysyłanie na NAS 110,6 111 106,2 112,5 440,3

Test – protokół SMB i iSCSI ATTO Disk Benchmark i CrystalDiskMark

Na zakończenie przykładowe wyniki pomiarów dla ATTO Disk Benchmark i CrystalDiskMark. Po lewej stronie protokół SMB, po prawej iSCSI