Serwery plików NAS

Testy wydajnościowe

z dnia

Testy wydajnościowe serwera QNAP TS-253A 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 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.

W serwerze QNAP TS-253A zostały zamontowane dwa dyski WD RED 1TB (WD10EFRX). Z kolei połączenie z siecią LAN zostało zestawione z użyciem obydwu interfejsów sieciowych (bond). Dzięki takiej konfiugracji mogliśmy sprawdzić szybkość pobierania i wysyłania danych z i do NAS-a oraz wykonać testy benchmarkami. 

Jak na niewielki serwer NAS QNAP TS-253A radzi sobie doskonale z transmisją w sieci LAN. Transfery dużych plików tylko w jednym przypadku spadły poniżej 100 MB/s. Dobrą szybkość uzyskamy podczas kopiowania 2-megabajtowych plików - maksymalnie nawet 111 MB/s.

Bardzo dobrze wygladają wyniki maksymalnej wydajności sieciowej. Wykorzystując narzędzie diskspd mogliśmy zweryfikować szybkość pobierania i wysyałania danych. Dla wszystkich typów macierzy uzyskaliśmy dość równe wyniki jeśli chodzi o pobieranie 110-112 MB/s. Nieco różnic (101-106 MB/s) znajdziemy w teście wysyłania. Jednak w żandym z testów wydajność NAS-a nie spadła poniżej 100 MB.

W przypadku protokołu iSCSI maksymalna wydajność jeśli chodzi o pobieranie jest podobna jak w teście dla protokołu SMB. Z kolei wysyłanie danych z użyciem iSCSI to wyniki nieco poniżej 100 MB/s. Jedynie w przypadku macierzy RAID 0 udało się "wycisnąć" 108 MB/s.

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

  Upload
Download
Pojedynczy 103
105
RAID0 104
111
RAID1 103
105
JBOD 98
100
Wolumen szyfrowany 102
109
Dysk USB 3.0 85
90

Kopiowanie małych plików (1000 x 2 MB)
Protokół SMB [MB/s]

  Upload
Download
Pojedynczy 58
71
RAID0 53
66
RAID1 52
68
JBOD 55
66
Wolumen szyfrowany 56
65
Dysk USB 3.0 50
62

Kopiowanie niewielkich plików (10000 x 2 KB)
Protokół SMB [MB/s]

  Upload
Download
Pojedynczy 0,53
0,65
RAID0 0,59
0,80
RAID1 0,63
0,84
JBOD 0,65
0,84
Wolumen szyfrowany 0,52
0,81
Dysk USB 3.0 0,40
0,52

Maksymalna wydajność sieciowa - odczyt z NAS i zapis na NAS
Protokół SMB [MB/s]

  Odczyt [MB/s] Zapis [MB/s]
Pojedynczy 112 104
RAID 0 112 106
RAID 1 112 101
JBOD 110 106
Wolumen szyfrowany 112 106

Maksymalna wydajność sieciowa - odczyt z NAS i zapis na NAS
Protokół iSCSI [MB/s]

  Odczyt [MB/s] Zapis [MB/s]
Pojedynczy 110 88
RAID 0 112 108
RAID 1 110 96
JBOD 110 88
Wolumen szyfrowany 111 99

Ponieważ testowaliśmy podobne rozwiązania sprzętowe (QNAP TS-453A i Synology DS716+) postanowiliśmy zestawić wyniki dla testów kopiowania dużych plików. Okazuje się, że oba modele QNAP trzymają wyrównany poziom (większa różnica m.in w JBOD). Synology nieco odstaje w teście pobierania danych z NAS-a dla macierzy RAID 1 i pojedynczego dysku. Z kolei DS716+ góruje nad QNAP-ami w teście wysyłania danych dla macierzy JBOD i RAID 0.

Porównanie QNAP TS-253A, QNAP TS-453A, Synology DS716+ - kopiowanie dużych plików
Protokół SMB [MB/s] - kierunek pobieranie z NAS

  QNAP TS-253A
QNAP TS-453A
Synology DS716+
Pojedynczy 105
102
88
RAID 0 111
111
109
RAID 1 105
101
95
JBOD 100
89
100

Porównanie QNAP TS-253A, QNAP TS-453A, Synology DS716+ - kopiowanie dużych plików
Protokół SMB [MB/s] - kierunek wysyłanie na NAS

  QNAP TS-253A
QNAP TS-453A
Synology DS716+
Pojedynczy 103
100
94
RAID 0 104
102
112
RAID 1 103
101
97
JBOD 98
89
105

Dość dobre wyniki NAS uzyskuje w teście liczby operacji wejścia/wyjścia. Dla porównania przewyższa wartościami wyniki Synology DS916+ w kierunku pobierania, z kolei jest w kierunku wysyłanie wyniki są na średnim poziomie.

IOPS - odczyt z NAS i zapis na NAS
Protokół SMB

  Odczyt Zapis
Pojedynczy 18994 1175
RAID 0 16245 6674
RAID 1 16024 3340
JBOD 17695 4499
Wolumen szyfrowany 18120 2373

IOPS - odczyt z NAS i zapis na NAS
Protokół iSCSI

  Odczyt Zapis
Pojedynczy 409 3389
RAID 0 1845 6843
RAID 1 542 3429
JBOD 309 3054
Wolumen szyfrowany 432 3487

Test łącza zagregowanego i dwóch połączeń LAN

Ponieważ TS-253A został wyposażony w 2 interfejsy ethernet przetestowaliśmy również wydajność obydwu połączeń jednocześnie oraz równoczesny transfer dla pojedynczych interfejsów. Platforma testowa została wyposażona w 2 hypervisory Hyper-V (na platformie serwerowej IBM), każdy z uruchomionymi 4 maszynami wirtualnymi. Hypervisory połączone były z przełącznikiem poprzez bond (802.3ad) z użyciem 4 kart sieciowych.

Z kolei NAS-a podłączyliśmy na dwa sposoby. W pierwszym teście NAS podłączony był łączem zagregowanym (bond) i wszystkie maszyny wirtualne posiadały zmapowane foldery z użyciem jednego interfesju IP NAS-a. W drugim teście NAS posiadał 2 niezależne łącza ethernet. Wykorzystaliśmy do tego 4 maszyny wirtualne. Dwie z pierwszego hypervisora i dwie z drugiego. Po dwie maszyny mapowały dyski poprzez jeden adres IP, a dwie kolejne poprzez drugi. Poniższa grafika prezentuje pierwszy ze schematów połączenia. 

W przypadku zagregowanego połączenia wynik wygląda bardzo obiecująco. Pobieranie i wysyłanie jest nieco niższe niż deklaruje producent. Jednak wartości ponad 200 MB/s - to doskonały wynik. Poniżej zestawienie (pierwsza tabela) szybkości pobierania i wysyłania dla poszczególnych maszyn wirtualnych. Podobne wyniki uzyskaliśmy dla scenariusza, w którym transmisja odbywała się po dwóch niezależnych łączach NAS-a (druga tabela).

  VM1 [MB/s] VM2 [MB/s] VM3 [MB/s] VM4 [MB/s] VM5 [MB/s] VM6 [MB/s] VM7 [MB/s] VM8 [MB/s] Suma [MB/s]
Download z NAS 28 30 29 23 25 28 27 26 216
Upload na NAS 31 32 24 26 25 26 24 24 212

 

  VM1 ETH1 VM2 ETH1 VM3 ETH2 VM4 ETH2 SUMA [MB/s]
Download z NAS 54 56 53 51 214
Upload na NAS 48 58 48 55 209

Jak wygląda rozkład połączenia dla poszczególnych interfejsów sieciowych w systemie QTS? Poniżej prezentujemy zapis graficzny podczas tesu pobierania i wysyłania danych dwóch niezależnych interfesjów sieciowych.

Test – protokół SMB i iSCSI ATTO Disk Benchmark

  • Pojedynczy, protokół SMB

  • RAID 0, protokół SMB

RAID 1, protokół SMB

  • JBOD, protokół SMB

  • Wolumen szyfrowany, protokół SMB

  • USB 3.0, protokół SMB

  • Pojedynczy, protokół iSCSI

  • RAID 0, protokół iSCSI

RAID 1, protokół iSCSI

  • JBOD, protokół iSCSI

Test – protokół SMB i iSCSI CrystalDiskMark

  • Pojedynczy, protokół SMB

  • RAID 0, protokół SMB

  • RAID 1, protokół SMB

  • JBOD, protokół SMB

  • Woluemen szyfrowany, protokół SMB

  • Pojedynczy, protokół iSCSI

  • RAID 0, protokół iSCSI

  • RAID 1, protokół iSCSI

  • JBOD, protokół iSCSI