oldi

Сетевое хранилище QNAP TS-419P+

Максим Афанасьев

Внешний вид и «начинка» QNAP TS-419P+

Методика тестирования

Тестовый пакет IOmeter

Тестовый пакет NAS Performance Toolkit

Энергопотребление устройства

Результаты тестирования

IOmeter — протокол iSCSI

Тест протокола FTP

Тест NAS Performance Toolkit

Краткое резюме

 

Тайваньская компания QNAP Systems является одним из лидеров на рынке сетевых хранилищ данных. Она была основана в 2004 году со штаб-квартирой в Тайбее. Поначалу будучи никому не известной, благодаря выпуску качественных и недорогих устройств она приобрела популярность и сейчас предлагает широкий ассортимент продукции, нацеленной не только на корпоративный рынок, который всегда нуждается в сетевых хранилищах, но и на конечных пользователей. Помимо сетевых хранилищ компания QNAP (Quality Network Appliance Provider) специализируется на системах IP-видеонаблюдения, а именно на видеорегистраторах для малых, средних и больших офисов. Кроме того, она выпускает недорогие медиаплееры. Однако приоритетным направлением являются именно сетевые хранилища. Об одном из них, а также о результатах его тестирования мы и поговорим, но сначала рассмотрим причину появления домашних NAS и историю их развития.

Рост объема носителей информации, наряду с увеличением числа пользователей компьютеров, распространением широкополосного доступа в Интернет в больших городах, а также стремительным развитием всех компьютерных технологий, подтолкнул мировой рынок к выпуску недорогих домашних устройств хранения данных. Это произошло потому, что пользователи начали сталкиваться с проблемой не только хранения, но и сохранности накопленной информации. Персональная информация, будь то семейный видеоархив или оцифрованные CD-диски любимых музыкантов, стала цениться пользователями с течением времени всё больше и больше по мере роста ее объема. Ранее такая проблема решалась установкой дополнительных жестких дисков в ПК и дублированием важной информации, но теперь уже никого не удивишь наличием дома нескольких компьютеров у каждого члена семьи. И это отнюдь не громоздкие десктопные решения, а мобильные ноутбуки, нетбуки, КПК, планшеты и т.п. В связи с этим возникает потребность в удаленном и централизованном хранении информации, которая была бы доступна по сети (проводной или беспроводной) всем компьютерам в доме, а также, что немаловажно, надежно защищена от различных сбоев (питания, жестких дисков и т.п.). На данный момент для многих пользователей таким решением становятся домашние хранилища данных — NAS. Появлению и широкому распространению подобных устройств пользователи обязаны недорогим процессорам общего назначения, которые при малой стоимости и низком энергопотреблении обеспечивают работу ПО для управления NAS, а также запуск различных сервисов для доступа к данным. Изначально в домашних сетевых хранилищах в качестве таких процессоров выступали различные микросхемы на базе архитектуры ARM. Более мощные центральные процессоры типа Intel Atom используются в устройствах, предназначенных для корпоративных клиентов, так как обладают высокой производительностью, необходимой для решения бизнес-задач. В настоящее время на мировом рынке NAS отмечается тенденция, предполагающая создание «облачных» систем хранения данных. В этом случае вся персональная информация хранится на удаленном сервере в зашифрованном виде и доступна пользователю из любой точки мира. Сейчас такие услуги предлагают далеко не все компании, но число их постоянно растет, а возможность доступа к личной информации из любого места очень привлекательна как для домашних, так и для корпоративных пользователей. Но вернемся к домашним устройствам NAS, ведь в нашей стране широкополосный доступ не всегда позволяет передавать гигабайты данных за разумные деньги. В настоящей статье мы рассмотрим одно из популярных домашних сетевых хранилищ — QNAP TS-419P+. Эта модель относится к классу домашних сетевых хранилищ среднего ценового диапазона и предоставляет пользователю достаточно большой объем дискового пространства в сочетании с высокой степенью его защиты. Сетевое хранилище QNAP TS-419P+ позволяет установить до четырех жестких дисков формфактора 3,5 или 2,5 дюйма SATA I/II и имеет два внешних сетевых интерфейса Gigabit Ethernet. С выходом последних версий прошивки теперь поддерживается становка жестких дисков различного объема до 3 Тбайт включительно. Отметим, что при покупке такого устройства пользователь платит не только за компоненты NAS, но и за программное обеспечение, заставляющее их работать. Но вначале поговорим о внешнем виде этой модели.

Внешний вид и «начинка» QNAP TS-419P+

Дизайн QNAP TS-419P+ выполнен в стиле хай­тек, формы корпуса строгие. Устройство представляет собой прямоугольник со скругленными боковыми гранями. Основная часть корпуса выполнена из окрашенной в темно­серебристый «металлик» П-образной алюминиевой конструкции. Размеры устройства составляют 177x180x235 мм. Лицевая панель не только является информативным табло, отображающим текущее состояние компонентов системы, но и имеет четыре корзины для устанавливаемых дисков. Вся передняя часть выполнена из матово-черного пластика, в ней имеется специальная вставка с зеркальным покрытием, скрывающая двухстрочный ЖК-дисплей с белыми буквами на синем фоне и четыре световых индикатора. На экран выводится много различной информации о текущей стадии при запуске устройства, а также о возникающих неполадках. При отсутствии активности в течение нескольких минут у экрана отключается подсветка. Рядом с ЖК-экраном распложены две кнопки управления отображением информации — Enter и Select. В левой нижней части находятся кнопка включения устройства (Power) и кнопка быстрого копирования (Copy) с USB-носителя, которая обрамляет USB-порт, куда устанавливаются флэшки или внешние жесткие диски. Светодиоды на панели отображают текущий статус основных интерфейсов NAS — HDD, LAN, USB и eSATA.

 

Рисунок

Лицевая сторона

Корзина для дисков имеет специальную защелку для надежного крепления установленного жесткого диска внутри NAS. На тыльной стороне железного основания находятся отверстия для крепления как 3,5-, так и 2,5-дюймовых дисков. Нумерация дисков указана на каждой из корзин, а их порядок отображен на небольшой наклейке в верхней части устройства. Отметим, что знать порядок жестких дисков необходимо в том случае, если пользователь создает несколько различных массивов. Каждый контейнер надежно крепит диск внутри корпуса хранилища, не позволяя ему вылезти из разъемов SATA, которые расположены на специальной плате позади отсека с дисками. Эта специальная плата имеет несколько отверстий для эффективного отвода тепла от дисков. Отметим, что в данную модель сетевого хранилища можно устанавливать только диски с интерфейсом SATA (HDD и SSD), а SAS-диски установить невозможно из-за наличия специальной перегородки в разъеме.

 

Рисунок

Тыльная сторона

На задней панели устройства расположены: разъем питания, решетка вентилятора, три USB-порта, кнопка сброса настроек, два порта LAN и два порта eSATA, а также углубление для замка Kensington Lock. Вес устройства без дисков составляет чуть менее 3 кг. Относительно малый вес объясняется тем, что большинство внутренних элементов корпуса сделаны из качественного алюминия, а не из стали. Для охлаждения дисков используется 95-миллиметровый 4-контактный вентилятор, который эффективно отводит тепло от жестких дисков и хорошо управляется встроенным программным обеспечением, что позволяет менять скорость его вращения в зависимости от температуры внутри корпуса. Сетевое хранилище QNAP TS-419P+ имеет четыре прорезиненные ножки, расположенные по углам основания, которые не позволят случайно столкнуть устройство со стола. Блок питания устройства мощностью 120 Вт выполнен в виде отдельного внешнего устройства, что позволило уменьшить размеры NAS.

 

Рисунок

Корзина для дисков

Системная плата устройства установлена внутри корпуса вертикально. На основной плате находятся:

  • центральный ARM-процессор Marvell 6282, работающий на частоте 1,6 ГГц;
  • четыре модуля памяти Hynix H5TQ1G83TFR стандарта DDR3-1066 и объемом 128 Мбайт каждый, по два с каждой стороны печатной платы;
  • USB-контроллер GL850G производства Genesys Logic;
  • два гигабитных сетевых контроллера Marvell 88E1318-NB2;
  • две микросхемы Flash для BIOS и операционной системы.

Отдельно установленная печатная плата с разъемами SATA, к которым подключаются диски, соединяется с основной системной платой через интерфейс PCI-Express 4x. На ней расположен SATA-контроллер Marvell 88SE9125, поддерживающий подключение дисков с интерфейсом SATA.

Как и во многих других домашних сетевых хранилищах, в модели QNAP TS-419P+ используется так называемый Soft RAID, при котором создание массива реализуется с помощью программного обеспечения операционной системы или сторонних утилит. Рассматриваемая модель позволяет создавать массивы уровней RAID 0, 1, 5, 5 с резервным диском, 6 и 10. Если массивы RAID-уровней 0, 1 и 10 знакомы, наверное, многим читателям, то с RAID 5, а тем более с RAID 6 обычным пользователям приходится сталкиваться редко.

Напомним, что настоящий массив RAID 5 — это отказоустойчивый дисковый массив с распределенным хранением контрольных сумм, который применяется во многих сетевых хранилищах. Этот тип массива позволяет получить приемлемую скорость чтения/записи дисковой подсистемы при хорошей отказоустойчивости. При записи поток данных разбивается на блоки (страйпы) на уровне байтов, которые одновременно записываются на все диски массива в циклическом порядке. Для вычисления контрольной суммы используется поразрядная операция XOR, применяемая к записываемым блокам данных. В случае выхода из строя любого диска информацию на нем можно восстановить по контрольным суммам и данным, оставшимся на исправных.

 

Рисунок

Интерфейс управления

В случае RAID 5 желательно, чтобы все диски массива имели одинаковый размер — тогда общая емкость дисковой подсистемы, доступной для записи, становится меньше ровно на один диск. Отметим, что одинаковый размер дисков требуется только в аппаратных контроллерах RAID, в случае Soft RAID диски могут быть разными по объему. Например, если пять дисков имеют размер 100 Гбайт, то фактический размер массива составляет 400 Гбайт, поскольку 100 Гбайт отводится на контрольную информацию. С увеличением количества жестких дисков в массиве его избыточность уменьшается. Отметим также, что массив RAID 5 может быть восстановлен при выходе из строя только одного диска. Если же одновременно выходят из строя два диска (или если второй диск выходит из строя в процессе восстановления массива), то массив не подлежит восстановлению.

Другой доступный пользователю массив — RAID 6 — в чем­то похож на RAID 5, но имеет более высокую степень надежности, так как под контрольные суммы выделяется емкость двух дисков, а не одного. При этом одновременно рассчитываются сразу две контрольные суммы по разным алгоритмам. Создание этого массива требует более производительного аппаратного обеспечения, поскольку обрабатывается больший объем информации: расчет второй контрольной суммы и большее количество операций перезаписи при записи каждого блока. Несмотря на потерю в производительности, которая в теории может достигать 15%, этот массив обеспечивает работоспособность после одновременного выхода из строя двух дисков. Для его организации требуются как минимум четыре диска, поэтому устройство QNAP TS-419P+ подходит для создания этого типа массива, так как позволяет устанавливать четыре SATA-диска.

Рассматриваемый в этой статье сетевой накопитель поставляется с версией внутреннего программного обеспечения 3.3.6, которое находится на прилагаемом к нему miniCD-диске. На момент тестирования на сайте производителя была доступна более новая версия ПО — 3.4.4, которая и была установлена. Однако к концу тестирования компания QNAP уведомила о выпуске еще более новой версии ПО — 3.5.0. Список изменений в последней версии программного обеспечения слишком велик, чтобы публиковать его в статье. Отметим лишь, что основные изменения касаются расширения набора специальных средств, предназначенных для обеспечения безопасности и контроля доступа, а также дополнения его некоторыми новыми функциями. Кроме того, новая версия содержит ряд улучшений для расширения возможности интеграции сетевых накопителей QNAP с другими устройствами и с разнообразными сетевыми инфраструктурами.

При первом запуске устройства происходит инсталляция прошивки (операционной системы), которая записывается на установленные жесткие диски, в то время как в сетевых хранилищах для бизнес-применения она помещается в отдельный чип энергонезависимой памяти, где хранятся две ее копии на случай сбоя загрузки одной из них.

Система управления QNAP TS-419P+ представляет собой встроенный веб­сервер, который доступен по шифрованному каналу HTTPS с обоих сетевых интерфейсов устройства. В нем программное обеспечение предоставляет пользователю основные функции управления всеми параметрами NAS. Для каждого сетевого интерфейса можно настроить получение IP-адреса от DHCP-сервера или задать статический. Также устройство может выступать в роли клиента сервисов выдачи динамического DNS-имени, таких как dyndns.org, no-ip.com и т.д. В панели управления можно задать используемые DNS-серверы — эта функция необходима, если применяются татические IP-адреса на сетевых интерфейсах. Кроме того, пользователь TS-419P+ может задействовать опцию Port Trunking и выбрать оптимальный режим балансировки нагрузки и отказоустойчивости с помощью объединения двух сетевых интерфейсов в один.

Еще в панели управления можно создавать различных пользователей и разграничивать их в правах доступа к устройству и к отдельным папкам или сервисам. По умолчанию в системе присутствует только один пользователь admin с установленным по молчанию паролем admin, который желательно сменить при первой же возможности.

QNAP TS-419P+ поддерживает работу с файлами в массиве через все популярные протоколы передачи данных: CIFS (Common Internet File System), iSCSI, AFP (Apple Filling Protocol), FTP, NFS (Network File System), HTTP, HTTPS и RSync (Remote Synchronization). Отметим, что настройка протокола iSCSI происходит в меню «Управление дисками», где задаются параметры дисков, поскольку iSCSI позволяет осуществлять блочный доступ к дисковому массиву и создание своей файловой системы пользователем.

Из потоковых протоколов передачи данных сетевое хранилище QNAP TS-419P+ обеспечивает организацию сервера iTunes (или использование технологии Digital Living Network Alliance, DLNA), а также сервер видеонаблюдения. Для облегчения поиска устройства в сетевом окружении эта модель позволяет включить популярные сервисы обнаружения Bonjour и UPnP.

Для тех, кто уже делает бекапы, сетевое хранилище предлагает довольно мощную систему создания резервных копий с различных сетевых устройств по разным протоколам (NFS, FTP, CIFS и т.п.) в зависимости от установленного времени в планировщике, которое задается пользователем. Устройство поддер живает удаленное хранение и резервирование важной информации на серверах AMAZON S3 и ELEPHANT, но для этого необходимо быть зарегистрированным пользователем этих сервисов. Помимо чужих сервисов по хранению информации во внешней сети, QNAP TS-419P+ предоставляет пользователю возможность создать свое «облачное» хранилище данных на его основе. Для этого предназначено отдельное меню настроек с возможностью автоматического проброса необходимых портов через поддерживаемые роутеры, список которых регулярно пополняется новыми моделями при модернизации прошивок.

Четыре порта USB, интегрированные в QNAP TS-419P+, позволяют подключать к хранилищу не только внешние USB-диски, но и USB-принтеры и источники бесперебойного питания. Также поддерживается работа с источниками бесперебойного питания через распространенный протокол SNMP по локальной сети.

Нельзя не отметить возможность установки дополнительного программного обеспечения на сетевое хранилище с помощью системы управления программными пакетами QPKG. Посмотреть список дополнительных прикладных программ можно на сайте www.qnap.ru. Модульная система обеспечивает удобную загрузку и гибкое использование только тех приложений, которые необходимы для работы. По сравнению с другими реализациями прошивок NAS, когда устанавливаются сразу все программные модули, такая система позволяет получить большую производительность устройства, поскольку ненужные сервисы не устанавливаются по умолчанию и не занимают ресурсы процессора, а также дисковую и оперативную память.

В целом сетевое хранилище QNAP TS-419P+ выглядит очень достойно на фоне конкурентов, благодаря высокой заявленной производительности, качественной сборке, богатому дополнительному функционалу и расширяемым программным возможностям. После краткого описания основных возможностей QNAP TS-419P+ рассмотрим методику тестирования подобных устройств и приведем результаты тестов.

Методика тестирования

Некоторое время назад мы обновили методику тестирования с учетом сегодняшних реалий на рынке сетевых хранилищ данных. В связи с появлением большого количества подобных устройств их функционал возрастает не по дням, а по часам. Так, большинство современных NAS поддерживают протокол iSCSI, который ранее использовался лишь для хранения информации в серверных комнатах организаций. Простая утилита управления и подключения iSCSI в операционной системе Windows 7 позволяет быстро и без особых проблем подключить iSCSI-устройство к компьютеру и работать с ним, как с физическим диском. Поэтому в этой методике мы протестировали скорость передачи данных с удаленной дисковой подсистемой не только по протоколу CIFS, но и по протоколу iSCSI.

Тестовый стенд имел следующую конфигурацию:

  • процессор — Intel Core i7-990 (Gulftown);
  • системная плата — GIGABYTE GA-EX58-UD4;
  • память — DDR3-1066 (3 Гбайт, трехканальный режим работы);
  • системный диск — Seagate ST31500341AS;
  • видеокарта — Radeon HD6790.

Тестирование проводилось под управлением операционной системы Microsoft Windows 7 Ultimate (32-bit). Системный диск тестового стенда подключался к SATA-интерфейсу, реализованному через интегрированный в южный мост чипсета Intel X58 контроллер ICH10R. Сетевое хранилище подключалось напрямую к гигабитному сетевому интерфейсу Ethernet 1000Base-T, реализованному внешней PCI-картой Intel Pro/1000 iSeries Ethernet Adapater без промежуточных коммутаторов. Таким образом, на результаты теста не влияли другие сетевые устройства, кроме интегрированного в сетевое хранилище адаптера Marvell 88E1318 и адаптера Intel Pro/1000 iSeries.

Рассматриваемое нами устройство тестировалось в режимах RAID 0, RAID 10, RAID 5 и RAID 6. В QNAP TS-419P+ были установлены четыре диска Western Digital WD2003FYYS серии RE4 объемом 2 Тбайт каждый. Напомним, что эта серия дисков предназначена для работы именно в различных системах с RAID-массивами и относится к классу Enterprise Storage. Количество дисков в процессе тестирования не менялось. Поскольку эта модель поддерживает форматирование созданного раздела в две разные файловые системы — ext3 и ext4, мы провели небольшое исследование их влияния на скорость. Поэтому во всех тестах при созданном массиве RAID 0 будут приведены результаты как для файловой системы ext3, так и для файловой системы ext4. Дисковый массив RAID 0 был выбран вследствие того, что имеет самую большую производительность.

Тестовый пакет IOmeter

Для тестирования сетевого хранилища QNAP TS-419P+ мы использовали специализированный тестовый пакет IOmeter 1.1.0 (версия от 2010.12.02). При подключении по протоколу iSCSI тестовый пакет IOmeter работал с выделенным дисковым фрагментом без логического раздела объемом 50 Гбайт. Подключение осуществлялось с помощью утилиты управления iSCSI в операционной системе Windows 7. Отметим, что пакет IOmeter позволяет работать как с дисками, на которых создан логический раздел, так и с дисками без логического раздела. В последнем случае IOmeter работает на уровне логических блоков данных, то есть вместо операционной системы передает команды контроллеру на запись или чтение LBA-блоков.

Вообще, при тестировании HDD-дисков, как показывает практика, разницы между результатами тестирования диска с созданным логическим разделом и без него практически нет. В то же время мы считаем, что более корректно проводить тестирование без созданного логического раздела, поскольку в таком случае результаты не зависят от используемой файловой системы (NTFA, FAT, ext и т.д.).

Кроме того, утилита IOmeter позволяет задавать размер блока запроса (Transfer Request Size) на запись/чтение данных, а тест можно проводить как для последовательных (Sequential) чтения и записи, когда LBA-блоки считываются и записываются последовательно друг за другом, так и для случайных (Random), когда LBA-блоки считываются и записываются в произвольном порядке. При формировании сценария нагрузки можно задавать время теста, процентное соотношение между последовательными и случайными операциями (Percent Random/Sequential Distribution), а также процентное соотношение между операциями чтения и записи (Percent Read/Write Distribution). Также утилита IOmeter позволяет автоматизировать весь процесс тестирования и сохраняет все результаты в CSV-файл, который затем легко экспортируется в таблицу Excel.

С помощью тестового пакета IOmeter мы измеряли скорость последовательного чтения и записи, а также скорость случайного чтения и записи созданного RAID-массива. Размеры блоков передаваемых данных составляли 512 байт, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512 и 1024 Кбайт. В перечисленных сценариях нагрузки время теста с каждым запросом на передачу блока данных составляло 5 мин.

Измерение скорости передачи данных по протоколу FTP

Чтобы оценить производительность дисковой подсистемы хранилища через другой протокол передачи данных — FTP, были запущены разработанные нами тесты на основе популярного пакета cURL версии 7.21.5. Первоначально на FTP-сервер хранилища передавался файл размером 2,5 Гбайт и измерялась средняя скорость передачи данных. Затем этот файл загружался с хранилища на жесткий диск тестового стенда, а скорость передачи данных также протоколировалась. На третьем этапе осуществлялась одновременная передача данных по FTP-протоколу в обоих направлениях и измерялась скорость передачи данных для каждого из потоков. Перед каждым тестом сетевое хранилище и тестовый стенд перезагружались, чтобы исключить влияние кэширования дисковой подсистемы на обоих устройствах. Выбор всего одного файла большого объема в этом тесте объясняется тем, что протокол FTP мало подходит для передачи множества мелких файлов, так как после каждой передачи требуется ее подтверждение. Это значительно уменьшает скорость реальной передачи данных по этому протоколу.

Тестовый пакет NAS Performance Toolkit

Чтобы оценить примерную производительность сетевого хранилища при типовой работе обычного пользователя, нами был использован хорошо известный тестовый пакет NASPT (NAS Performance Toolkit), разработанный компанией Intel. Файловый бенчмарк Intel NAS Performance Test, название которого указывает на то, что изготовлен он специально для тестирования NAS, представляет собой набор из дюжины пресетов, имитирующих передачу данных в популярных приложениях, а также типичную сетевую активность при работе с устройствами такого типа. Кроме того, пользователь с помощью прилагаемой инструкции сам может составить необходимые имитирующие пресеты (компания Intel назвала их трассами — tracers). Рассмотрим подробнее, какие трассы предлагаются по умолчанию, поскольку в нашем сравнительном тестировании мы применяли именно их:

  • HD Video Playback — проигрывание одного видеофайла высокого разрешения;
  • HD Video Playback x 2 — проигрывание двух видеофайлов высокого разрешения;
  • HD Video Playback x 4 — проигрывание четырех видеофайлов высокого разрешения;
  • HD Video Record — запись видео высокого разрешения;
  • HD Playback and Record — одновременные запись и чтение видео высокого разрешения;
  • Content creation — создание контента на устройстве, типовой тест;
  • Office productivity — работа с офисными файлами на устройстве, типовой тест;
  • File copy to NAS — копирование файла на устройство;
  • File copy from NAS — копирование файла с устройства;
  • Dir copy to NAS — копирование директории на устройство;
  • Dir copy from NAS — копирование директории с устройства;
  • Photo album — работа с изображениями на устройстве.

В распоряжение пользователя предоставляется 12 тестов, различающихся по создаваемой ими нагрузке. Каждый из них характеризуется не только количеством и размером используемых файлов, но и способом обращения, а также процентом последовательных запросов к этим файлам. Параметр последовательных операций, отражающий те случаи, когда запросы приходят в соседние области, говорит о том, насколько данная нагрузка похожа на реальные случаи последовательного чтения и записи. Это именно те параметры, которые не включены в синтетические тесты. Тут же стоит отметить, что типичное применение очень сильно отличается от последовательных операций. Нельзя обойти вниманием и то, что общее количество переданных данных может значительно превышать суммарный объем всех файлов — при многих вариантах работы с файлами они по нескольку раз переписываются, особенно в тесте Office Productivity. Пять из 12 пресетов связаны с видеофайлами, что неудивительно, если вспомнить назначение исследуемого сетевого хранилища. Присутствуют трассы с воспроизведением одного, двух или четырех файлов одновременно, запись файла и одновременное воспроизведение одного и запись другого файла. Все эти пять тестов интересны в первую очередь тем, что в них используются запросы блоками 256 Кбайт. Это типичный запрос для популярного проигрывателя Windows Media Player при работе с видеопотоком.

Чтение и запись одного файла в пресетах File copy to NAS и File copy from NAS происходят с размером блока в 64 Кбайт — именно так, как это делает операционная система Windows XP при операциях с файлами. Тут стоит отметить, что в операционной системе Windows Vista/7 этот механизм претерпел серьезные изменения (размер блока обращения зависит от размера файла и обычно повышает его), поэтому можно утверждать, что первоначально тест писался именно для операционной системы Windows XP. Схожей нагрузкой являются чтение и запись директории с множеством файлов внутри, причем эти файлы заметно различаются по размеру.

Пресет PhotoAlbum — тест, в котором происходит просмотр фотографий в папке, то есть чтение файлов самого разного размера. Последние два теста менее характерны по типу нагрузки для NAS, но, тем не менее, крайне интересны. Пресет Office Productivity — это тест на производительность дисковой подсистемы во время типичной офисной деятельности: создания и чтения документов, активного перемещения по просторам Интернета. Для жесткого диска это выливается в значительное количество операций чтения и записи малыми блоками по 1 и 4 Кбайт. И наконец, пресет Content Creation отображает дисковую активность при создании видео­ и флэш­файлов. Для диска это означает малое количество запросов на чтение, но огромное количество запросов на запись, причем размеры блоков при этом могут быть от 1 до 64 Кбайт.

Поскольку данный тест использует стандартный механизм операционной системы для работы с накопителями, необходимо быть максимально аккуратным при его применении — для сравнения накопителей между собой тестовые платформы и используемое программное обеспечение должны быть идентичны во всех случаях, что сведет к минимуму их возможное влияние на результат тестирования. И не стоит забывать о том, что в современных операционных системах активно применяется кэширование данных: если получены необычайно высокие скорости для накопителя, то, скорее всего, операционная система или драйверы контроллера смогли сохранить данные в памяти для быстрого доступа к ним. Поэтому данный тест запускался пять раз подряд, а между прогонами компьютер перезагружался, чтобы очистить все кэш­файлы. Перед тестированием с помощью этого тестового пакета операционная система была переустановлена.

Энергопотребление устройства

Поскольку в нашем распоряжении имеется аппаратный ваттметр, мы смогли измерить энергопотребление исследуемого устройства в различных режимах. В качестве точек замера были выбраны четыре наиболее часто встречающихся режима работы с устройством подобного типа: первоначальный запуск системы, режим Idle (устройство работает без нагрузки), режим Stand by (устройство переходит в «спящий» режим) и рабочий режим, при котором осуществляется передача данных и пользователь работает с хранилищем. Отметим, что сейчас далеко не у всех моделей есть режим Stand by — видимо, производители не спешат порадовать пользователей режимом энергосбережения. В этой модели пользователю предоставляется возможность задать, через какой промежуток времени жесткие диски будут переведены в режим Idle. Также в этой модели сетевого хранилища, кроме стандартной функции Wake On Lan, которая на практике используется довольно редко, существует возможность задать время работы по расписанию — таким образом, пользователь может отключать устройство во время своего сна или продолжительного отсутствия.

Результаты тестирования

В табл. 1 приведены данные по энергопотреблению сетевого хранилища QNAP TS-419P+. Также в ней содержатся замеры по времени включения и выключения устройства. Этот тест проводился с использованием одного диска.

Исходя из полученных данных, максимальное энергопотребление устройства достигается только в момент первого запуска. Это объясняется тем, что вентиляторы и установленные диски при этом вращаются на полной скорости. В процессе работы энергопотребление модели стабилизируется на отметке 20-25 Вт даже при активном использовании по сети. Стоит отметить высокую скорость выключения устройства — для этого лишь необходимо два раза нажать на кнопку питания. Инициализация системы происходит тоже достаточно быстро для такого типа устройств. Чтобы не быть голословными, приведем результаты скоростных показателей в остальных тестах (рис. 1-4).

 

Рисунок

Рис. 1. Линейное чтение

Рисунок

Рис. 2. Выборочное чтение

Рисунок

Рис. 3. Линейная запись

Рисунок

Рис. 4. Выборочная запись

IOmeter — протокол iSCSI

На графиках результатов тестирования по протоколу iSCSI с помощью бенчмарка IOmeter видно, что в тестах на чтение данных результаты практически совпадают для всех видов созданных RAID-массивов. Максимальные скорости достигаются при больших размерах блока запроса. В первом тесте максимальная скорость передачи данных составляет 96 Мбайт/с, при том что теоретически максимальная пропускная способность в тестах ограничивается протокольной скоростью сетевого интерфейса Gigabite Ethernet — 1000 Мбит/с (125 Мбайт/с). В тесте на случайную запись максимальный результат соответствует 63 Мбайт/с и достигается при максимальном размере блока с использованием массива RAID 0. А вот в тестах на линейную и выборочную запись можно увидеть увеличение нагрузки на центральный процессор, что приводит к снижению производительности для режимов RAID 5 и 6. Конечно, в этих тестах по скорости передачи данных выигрывает массив RAID 0, когда все диски объединяются в один большой и емкий диск, однако в этом случае пользователь теряет возможность сохранения данных при выходе из строя хотя бы одного диска. Массивы уровней RAID 5 и 6 дают надежную защиту данных, так как при этом возможен выход из строя от одного до двух дисков соответственно. Потеря в скорости между режимами RAID 0 и RAID 6 составляет в данных тестах порядка 15 Мбайт/с при размерах блока запроса выше 128 Кбайт.

Тест протокола FTP

Скоростные показатели при работе со встроенным FTP-сервером устройства показывают, что при реальной работе с хранилищем различия в скорости чтения между типами массивов не очень заметны для пользователя. При записи данных по этому протоколу скорость, как и в тесте протокола iSCSI, также снижается (табл. 2).

Тест NAS Performance Toolkit

Тесты в бенчмарке NAS Performance Toolkit (табл. 3) довольно точно отображают типичную картину работы обычных пользователей с сетевым хранилищем данных. Если исходить из результатов этого теста, то влияние типа массива для пользователя еще меньше, чем при применении протокола FTP. Разница между скоростными показателями в этом тесте составляет не более 10 Мбайт/с, исключая тесты на запись данных.

Краткое резюме

В заключение хотим еще раз подчеркнуть, что тестирование сетевых хранилищ мы проводим довольно редко, а методика постоянно меняется в зависимости от возможностей того или иного устройства, поэтому возможны ошибки или какие­либо неточности. Кроме того, стоит отметить, что такие устройства, как домашний сетевой накопитель, только начинают развиваться и постоянно совершенствуются. С учетом тенденции к полному переходу от десктопных ПК к мобильным компьютерам, снижения стоимости жестких дисков большого объема, высокой конкуренции, а также широких функциональных возможностей NAS в будущем могут потеснить даже такие устройства, как домашние маршрутизаторы. Ведь организовать маршрутизатор под Linux довольно легко, а именно эта система обычно устанавливается в домашних NAS.

В домашних сетевых хранилищах обычно не устанавливаются аппаратные RAID-контроллеры, где за все действия с массивом отвечает не устанавливаемый драйвер, а процессор контроллера. Поэтому в домашних NAS создание массива происходит с помощью средств операционной системы и вся тяжесть просчета ложится на центральный процессор. Однако такой тип создания RAID позволяет устанавливать любые диски независимо от уже находящихся в устройстве и впоследствии динамично конфигурировать массивы. В некоторых случаях объем новых дисков тоже может варьироваться, но не может быть меньшим, чем у уже установленных дисков. Это позволяет проще подходить к покупке, если один из жестких дисков вышел из строя.

Сетевой накопитель QNAP TS-419P+ предоставляет пользователю широкий спектр функциональных средств по созданию домашней библиотеки файлов с защитой от их потери при выходе из строя установленных дисков, а также с возможностью публикации этого хранилища в сети Интернет для доступа к данным из любой точки мира. Дополнительные порты USB дают возможность подключать к этой модели не только внешние диски, но и принтер, источник бесперебойного питания и другие устройства, благодаря чему можно сделать сетевое хранилище центром домашней сети. Ориентировочная стоимость модели QNAP TS-419P+ составляет 24 тыс. руб. без предустановленных дисков.

 

В начало В начало

КомпьютерПресс 09'2011