Serwery plików NAS

Testy wydajnościowe

Testy wydajnościowe serwera QNAP TS-451A 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.

Serwer QNAP TS-451A w trakcie testów skonfigurowany został następująco:

  • 4 dyski twarde WD RED 6 TB WD60EFRX
  • macierze RAID 0, 1, 5, 10, JBOD, single - w zależności od typu testu
  • połączenie LAN - bond dwóch interfejsów sieciowych (802.3ad)

Zużycie energii

Słowo o zużyciu energii przez serwer NAS. Sprawdziliśmy jak kształtuje się "apetyt" TS-451A na prąd w trakcie pracy. Producent deklaruje pobór mocy 0,65 W w trybie uśpienia, 12,1 W w trybie czuwania oraz 27 W w trybie pracy czterech dysków. Pomiar wykonaliśmy z użyciem typowego miernika mocy. Wyniki jakie uzyskaliśmy:

  • tryb uśpienia - 1 W
  • tryb czuwania - 12 W
  • praca 4 dyski WD RED 6 TB - 30 W
  • praca 4 dyski WD RED 6 TB oraz uruchomione 2 maszyny wirtualne - 31 W
  • praca 2 dyski WD RED 6 TB - 22 W.

Wydajność sieciowa - USB QuickAccess

Na początek element, który budził naszą największą ciekawość - USB QuickAccess. Od razu odpowiemy na pytanie - tak, rozwiązanie jest szybkie. I będzie szybkie pod warunkiem, że nasz komputer lub notebook wyposażony jest w port USB 3.0. Po podłączeniu do NAS-a w ciągu kilku chwil możemy kopiować dane.

Z jaką szybkością? W testach maksymalnej wydajności komputer pobierał z TS-451A 107 megabajtów danych w ciągu sekundy. Prawie tak samo wygląda wgrywanie danych na NAS - 104 MB/s. Liczba IOPS nie jest zbyt duża (1783 zapis, 342 odczyt), jednak w przypadku USB QuickAccess ma to trzeciorzędne znaczenie. Rzut oka na CrystalDiskMark potwierdza nasze testy.

Wydajność sieciowa - serwer NAS

Choć mamy do czynienia z rozwiązaniem w kategorii dom i małe biuro to wydajność TS-451A w scenariuszu kopiowania dużych plików przewyższa wynikami prezentowanego ostatnio TS-253A. Dość podobnie wyglądają wyniki kopiowania mniejszych (2-3-megabajtowych plików). Gorzej wypada kopiowania danych o rozmiarze 1-2 KB. NAS-y z tej półki powinny to robić z szybkością co najmniej 0,5 MB/s. QNAP-owi TS-451A niestety się to nie udaje. Maksymalne szybkości to jedynie 0,36 MB/s.

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

  Upload
Download
Pojedynczy 107
112
RAID0 108
113
RAID1 99
112
RAID5 98
111
RAID10 108
111
JBOD 108
112
Wolumen szyfrowany 104
107
Dysk USB 3.0 89
90

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

  Upload
Download
Pojedynczy 53
54
RAID0 54
66
RAID1 53
61
RAID5 54
65
RAID10 54
63
JBOD 54
61
Wolumen szyfrowany 54
62
Dysk USB 3.0 50
62

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

  Upload
Download
Pojedynczy 0,21
0,33
RAID0 0,27
0,33
RAID1 0,22
0,36
RAID5 0,24
0,32
RAID10 0,25
0,33
JBOD 0,24
0,32
Wolumen szyfrowany 0,21
0,33
Dysk USB 3.0 0,13
0,18

Potwierdzeniem naszych testów praktycznych są testy maksymalnej wydajności sieciowej. Tu NAS prezentuje równe wyniki dla wszystkich typów macierzy. Szczególnie ciekawie wyglądają wyniki wolumenu szyfrowanego. Wartości są niższe od najwyższych o zaledwiie 4 MB/s w odczycie i 3 MB/s w zapisie. Całkiem nieźle wypada prównanie wydajności operacji wejścia/wyjścia w przypadku TS-451A i TS-253A. Ten pierwszy niewiele ustępuje rozwiązaniu przeznaczonemu typowo dla firm i znacznie przewyższa osiągami Asustor AS3204T.

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

  Odczyt [MB/s] Zapis [MB/s]
Pojedynczy 112 108
RAID 0 114 108
RAID 1 112 104
RAID 5 111 104
RAID 10 112 108
JBOD 113 108
Wolumen szyfrowany 110 105

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

  Odczyt [MB/s] Zapis [MB/s]
Pojedynczy 112 105
RAID 0 113 107
RAID 1 112 104
RAID 5 110 104
RAID 10 112 106
JBOD 112 108
Wolumen szyfrowany 110 104

IOPS - odczyt z NAS i zapis na NAS
Protokół SMB

  Odczyt Zapis
Pojedynczy 14470 1049
RAID 0 14741 6429
RAID 1 13873 2240
RAID 5 14954 2323
RAID 10 14515 5820
JBOD 15039 3433
Wolumen szyfrowany (RAID 0) 14717 4580

Test łącza zagregowanego i dwóch połączeń LAN

QNAP TS-451A posiada dwa interejsy sieciowe ethernet. W związku z tym sprawdziliśmy również jak NAS radzi sobie z obsługą 802.3ad oraz odczytem i zapisem danych z użyciem łącza zagregowanego. Ponieważ NAS przeznaczony jest do niewielkich biur oraz domu do testów wykorzystaliśmy 3 notebooki Lenovo (T520, T440s oraz T460s) oraz serwer HP N36L. Procedura polegała na odycztywaniu i zapisywaniu danych z NAS-a jednocześnie z każdego z komputerów. Schemat połaczeń obrazuje poniższa grafika.

Producent deklaruje, że pobieranie danych z TS-451A może odbywać się z szybkością do 213,4 MB/s. W przypadku naszej konfiguracji testowej udało się osiągnąć wynik w odczycie - 200 MB/s. Różnica niewielka. Zaskoczeniem jest jednak zapis na serwer NAS. Oczekiwaliśmy wyniku zbliżonego do wartości podanej przez producenta - czyli ponad 190 MB/s. Niestety. Wielokrotne próby wykazały, że nie byliśmy w stanie osiągnąć szybkości wyższej niż 145 MB/s.

By wyeliminować ewentualne błędy pomiarowe zmieniliśmy przełącznik sieciowy na Netgear na M5300. Następnie wyłączyliśmy LAG na switchu oraz na serwerze i skonfigurowaliśmy oba interfejsy sieciowe na oddzielnych adresach IP. Do dwóch notebooków zamapowaliśmy zasób sieciowy QNAP-a z użyciem jednego IP, do notebooka i serwera kolejny zasób z użyciem drugiego adresu IP. Nastepnie powtórzyliśmy testy. Wynik jaki osiągnęliśmy był bardzo podobny: 205,5 MB/s - sumaryczny odczyt, 141,7 MB/s - sumaryczny zapis na NAS.

Dokładne wyniki pomiarów dla pierwszego testu (802.3ad) prezentuje poniższa tabela (NBx - notebooki, SRV - serwer). Dodatkowo poniżej prezentujemy wykres z Monitora zasobów. Widać na nim wyraźnie znacznie niższe wartości odczytu danych z NAS-a (zielony wykres).

  NB1 [MB/s] NB2 [MB/s] NB3 [MB/s] SRV [MB/s] Suma [MB/s]
Download z NAS 56 47 49 48 200
Upload na NAS 41 39 39 26 145

Na zakończenie wyniki testów syntetycznych dla pojedynczego dysku, RAID 1, RAID 0 oraz wolumenu szyfrowanego dla protokołów SMB (lewa grafika) i iSCSI (prawa grafika). W przypadku ATTO wyniki są zbliżone do osiągniętych przez nas wartości w testach praktycznych. Z kolei CrystalDiskMark są nieco zaniżone w stosunku do realnych osiągów.

Test – protokół SMB i iSCSI ATTO Disk Benchmark

  • Pojedynczy, protokół SMB i iSCSI

  • RAID 0, protokół SMB i iSCSI

RAID 1, protokół SMB i iSCSI

  • Wolumen szyfrowany, protokół SMB i iSCSI

  • USB 3.0, protokół SMB

Test – protokół SMB i iSCSI CrystalDiskMark

  • Pojedynczy, protokół SMB i ISCSI

  • RAID 0, protokół SMB i iSCSI

  • RAID 1, protokół SMB i iSCSI

  • Woluemen szyfrowany, protokół SMB i iSCSI


  • USB 3.0, protokół SMB