Сетевой накопитель Synology DS920+: 4 отсека для винчестеров и 2 слота M.2
Компания Synology является сегодня одним из самых известных брендов в сегменте сетевых накопителей для домашних пользователей и SOHO/SMB. Компания регулярно обновляет свои линейки продуктов, а номер модельного года можно узнать по последним цифрам названия устройств.
Заметим, однако, что в отличие от многих других IT-товаров, к примеру процессоров или видеокарт, в большинстве случаев выход нового поколения NAS не является поводом для пользователей торопиться с заменой уже работающих у них устройств. Все-таки сетевые накопители заметно более консервативны — ключевые особенности у них относятся к программному обеспечению, а оно, в частности у Synology, обновляется и для прошлых поколений. Так что замена именно «железа» чаще обусловлена изменением требований пользователя — необходимостью поставить больше жестких дисков или иметь сетевой порт 10 Гбит/с. Из этого, в частности, следует, что в большинстве случаев нет особого смысла ждать появления в локальных магазинах анонсированных на выставках новинок. Если устройство нужно прямо сейчас — выбирайте из того, что есть в наличии, и начинайте использовать.
Для примера сравним по техническим характеристикам героя этого обзора DS920+ и его предшественника и близнеца по внешнему виду — DS918+, который был протестирован нами ранее. Новинка была анонсирована в середине этого лета, а прошлая модель — в сентябре 2017 года.
| DS920+ | DS918+ | |
|---|---|---|
| Процессор | Intel Celeron J4125 (4C/4T, 2,0/2,7 ГГц) | Intel Celeron J3455 (4C/4T, 1,5/2,3 ГГц) |
| Оперативная память | DDR4 4 ГБ (максимально 8 ГБ) | DDR3L 4 ГБ (максимально 8 ГБ) |
| Отсеков для накопителей 3,5″/2,5″ | 4 (9 с устройством расширения) | 4 (9 с устройством расширения) |
| Отсеков для накопителей M.2 | 2 (NVMe, только кеш) | 2 (NVMe, данные или кеш) |
| Гигабитные сетевые порты | 2 | 2 |
| Порты USB 3.0 | 2 | 2 |
| Порты eSATA | 1 | 1 |
Мы видим только увеличение производительности центрального процессора, что потенциально может быть востребовано для некоторых задач, и исключение возможности создать обычных том данных на SSD. Второй момент, честно говоря, немного не понятен. Все-таки использование SSD именно для размещения рабочих файлов может давать очень высокий прирост скорости работы с ними в отдельных задачах. Тогда как сценарий кеширования, хотя и является более универсальным, может иметь меньшую эффективность. Сложно сказать, чем было вызвано такое решение, возможно компания имеет данные о реальной востребованности этой функции.
Что касается позиционирования модели в целом, то напомним, общую расстановку сил в текущем поколении настольных устройств до пяти отсеков включительно на момент подготовки статьи. Младшая серия J на 1, 2 и 4 отсека представлена DS120j, DS220j и DS420j. В первом используется двухъядерная SoC Marvell, другие две работают на четырехъядерном процессоре Realtek. Объемы оперативной памяти составляют 512, 512 и 1024 МБ соответственно, расширить ее нельзя. Для подключения к сети есть один гигабитный сетевой порт. Для внешних устройств у младшей модели предусмотрено два порта USB 2.0, а старшие имеют уже по два порта USB 3.0.
В серии Value новинок пока нет, все ее модели — 2018-го модельного года. А вот в серии Plus, куда входит и DS920+, обновились все устройства. Напомним, что традиционно в этой серии применяется платформа Intel.
DS220+ и DS720+ имеют по два отсека для винчестеров, но вторая также оборудована портом eSATA для подключения блока расширения на пять отсеков, имеет два встроенных слота M.2 с поддержкой накопителей NVMe и более быстрый процессор. По другим портам все одинаково: два гигабитных сетевых и два USB 3.0.
Похожую пару образуют DS420+ и DS920+, но по накопителям отличие только в поддержке вторым блока расширения на пять отсеков, тогда как слоты NVMe есть у обеих устройств. Кроме этого, они отличаются процессорами и объемом оперативной памяти. Для подключения к сети также установлено по два гигабитных порта, а для внешних устройств есть по паре USB 3.0.
Еще немного выше стоит DS1520+, которая отличается от DS920+ пятью отсеками для дисков, штатно предустановленными 8 ГБ оперативной памяти, возможностью подключения сразу двух блоков расширения, что позволяет установить 15 накопителей, а также увеличением числа гигабитных сетевых портов до четырех.
Учитывая описанные характеристики, производитель вполне обоснованно позиционирует DS920+ для требовательных домашних пользователей и SMB/SOHO, которым потенциально может потребоваться увеличение объема хранимых данных.
Стоимость устройства на отечественном рынке на момент подготовки статьи составляла около 50 тысяч рублей.
Комплект поставки и внешний вид
Ничего нового в плане упаковки и комплекта поставки мы не встретили. Простая универсальная картонная коробка с пластиковой ручкой. Информация о модели приводится на крупной наклейке, где расположены фотография и несколько ключевых характеристик. Дополнительно есть небольшая метка с серийным номером и MAC-адресами сетевых карт.
Комплект поставки состоит из винтов для крепления накопителей формата 2,5″, внешнего блока питания, кабеля питания, двух патч-кордов, двух ключей для дисковых отсеков и небольшой листовки-инструкции. Блок питания по формату аналогичен моделям для ноутбуков. Он имеет параметры 12 В 8,33 А и специфический штекер для подключения к сетевому накопителю (впрочем, Synology использует такой уже много лет). Для кабеля питания установлен стандартный «компьютерный» C14.
Все необходимое программное обеспечение можно загрузить с сайта производителя. В частности, речь о собственно прошивке сетевого накопителя, дополнительных пакетах для нее, утилитах для настольных компьютеров (кстати, многие работают не только с Windows, но и с macOS и Linux), серверов и мобильных устройств.
Срок гарантийного обслуживания составляет три года. Поддержка осуществляется как через личный кабинет пользователя, так и через локальное представительство. Отметим, что у Synology нет глобальной гарантии и локально обслуживаются только модели, приобретенные на нашем рынке.
С точки зрения дизайна и внешнего вида, рассматриваемая модель практически полностью повторяет своего предшественника, так что не будем уделять здесь этому много внимания.
Конструкция, как и ранее, использует раму из металла и внешние элементы из матового черного пластика. Габаритные размеры устройства составляют 20×22×16,5 см. Поскольку блок питания внешний, надо не забыть предусмотреть место и для него. Напомним, что вопрос о выборе внешнего или внутреннего варианта размещения блока питания не имеет однозначного универсального ответа, так что просто запишем это в особенности модели.
Передняя панель совершенно не изменилась — четыре отсека для дисков с поддержкой горячей замены по центру и блок индикаторов с портом USB и кнопкой питания справа.
Рамки для дисков изготовлены из пластика и для надежности могут быть закрыты на специальные замки комплектным ключом. Впрочем, ключ не уникальный и может быть легко заменен подручным инструментом. Возможно, стоило поставить что-то подобное сдвижным защелкам.
Передняя панель также является решеткой для забора воздуха в систему охлаждения. Как и ранее, посетуем на отсутствие какой-либо защиты от пыли. Учитывая, что устройство рассчитано на круглосуточную работу, это было бы очень полезно с точки зрения упрощения процедуры обслуживания.
Индикаторы не изменились — один многоцветный показывает общее состояние устройства, а ниже идут светодиоды статуса дисков на каждый внутренний отсек. Кстати, их яркость можно регулировать в настройках. Здесь же находятся порт USB 3.0 и кнопка включения питания со встроенным индикатором.
Боковые стенки имеют дополнительные решетки вентиляции в виде логотипа производителя. Честно говоря, есть сомнения в том, что они действительно здесь необходимы, а чистить их из-за мелких деталей не очень удобно.
Ключевой элемент системы охлаждения — пара вентиляторов формата 92 мм — занимает большую часть задней панели, которая выполнена из металла и покрашена черной матовой краской. Жаль, что компания не стала повторять решение в FS1018 с быстросъемным блоком. Для чистки вентиляторов в DS920+ придется полностью разбирать корпус.
Также здесь мы видим скрытую кнопку сброса, два гигабитных проводных порта с индикаторами, порт eSATA с креплением кабеля для блока расширения, вход блока питания, второй порт USB 3.0 и кенсингтонский замок.
Информационная наклейка с задней панели переехала на дно. Потенциально в этом случае при использовании нескольких одинаковых моделей у одного пользователя может быть менее удобно сверять данные по серийным номерам или MAC-адресам.
На дне расположены отсеки для установки SSD формата M.2 2280. При этом для данной операции не потребуются никакие инструменты.
На столе сетевой накопитель удерживается крупными резиновыми ножками. С краю здесь можно заметить еще одну небольшую решетку.
Пожалуй, можно записать в плюсы то, что производитель не увлекается многоцветной подсветкой и другими ненужными в реальной работе элементами, а тратит свои основные усилия на программное обеспечение. Единственным замечанием к корпусу может быть только сложность обслуживания вентиляторов системы охлаждения.
Конструкция и аппаратные характеристики
Жесткости конструкции придает металлическая рама, в которой есть специальные пазы для установки салазок с жесткими дисками и места для установки всех остальных элементов. Разбирать корпус устройства для штатных операций не потребуется. Слоты M.2 доступны с нижней части корпуса, а добавить модуль памяти можно со стороны дисковых отсеков.
Вся основная «начинка» собрана на главной печатной плате, что идет «по правому борту» сетевого накопителя. Кроме основной платы, есть бекплейн с разъемами для винчестеров и небольшой модуль для установки M.2 SSD.
Основой платформы выступает SoC Intel Celeron J4125, имеющий 4 ядра/4 потока с базовой частотой 2,0 ГГц, которая может увеличиваться автоматически до 2,7 ГГц. TDP процессора составляет 10 Вт, и для охлаждения здесь применяется небольшой радиатор без вентилятора.
На печатной плате распаяны 4 ГБ оперативной памяти. При необходимости пользователь может добавить в единственный слот SODIMM один модуль DDR4. В этом, в частности, есть отличие от предшественника, где было два слота для модулей памяти.
Поскольку в основном процессоре есть контроллер только на два порта SATA (один вероятно применяется для eSATA), то производитель добавил чип Marvell 88SE9235, который обслуживает все четыре дисковых отсека.
За сетевые подключения отвечает пара популярных микросхем Realtek. Порты USB 3.0 реализованы силами основного процессора. Фронтальный порт установлен на основной плате, а порт на задней панели выводится через кабель.
Для загрузочного кода на внутренний порт USB 2.0 установлен флеш-накопитель на 128 МБ. Основная прошивка, точнее операционная система, в решениях Synology размещается на выделенном разделе внутренних жестких дисков.
На плате мы также видим «пищалку», подающую сигнал в критических ситуациях, набор которых настраивается пользователем.
С учетом того, что в использованном SoC присутствует только шесть линий PCI Express 2.0, интересно посмотреть, как они распределены по потребителям. Две заняты сетевыми контроллерами (причем еще и с версией 1.0, но этого им вполне достаточно), две идут на SATA-контроллер для основных отсеков (уже с PCIe 2.0), а последняя пара работает на два слота M.2 NVMe. С одной стороны, можно посетовать, что так быстрые SSD не смогут проявить себя, но с другой, учитывая другие характеристики платформы (процессор, память и, особенно, сеть), не думаем, что из-за этого стоит переживать.
Охлаждение обеспечивают два вентилятора Y.S Tech FD129225LL-N с регулировкой и контролем оборотов. К сожалению, система не предоставляет точных данных о скорости их работы (но неисправность будет замечена). Работают они очень тихо, так что сетевой накопитель не будет вызывать дискомфорта не только в офисе, но и в домашней обстановке (хотя тут, конечно, есть зависимость от дисков и нагрузки).
В целом мы видим, что существенных аппаратных изменений относительно прошлой версии серии DS9xx+ не очень много. Возможно, инженерам стоило разместить на корпусе больше портов USB, реализовать удобный доступ к вентиляторам для чистки (и/или сетку на входе). Оценивать сбалансированность платформы в данном случае непросто, поскольку продукт, в дополнение к сетевому доступу к файлам, позволяет решать множество дополнительных задач, и конечно, некоторые из них могут быть достаточно сложными для 10-ваттной SoC.
Тестирование устройства проводилось с прошивкой DSM 6.2.3–25426 Update 2.
Сборка и начало работы
Общая процедура для запуска системы в работу простая — добавляем жесткие диски (один или несколько), подключаем питание и сеть, устанавливаем прошивку DSM. Для первой операции инструменты при использовании дисков формата 3,5″ не потребуются. Рамки имеют специальные защелки, которые надежно удерживают винчестер на своем месте и обеспечивают дополнительную виброизоляцию. Если же нужно поставить диск формата 2,5″, то они закрепляются комплектными винтами на рамке. В этом случае придется удалить одну из защелок для больших дисков, но на надежности конструкции это не сказывается.
На момент подготовки статьи в официальном списке совместимости присутствовали модели винчестеров от Seagate и Western Digital объемом до 16 ТБ включительно, так что в одном устройстве можно получить максимально 64 ТБ (без отказоустойчивости). А если добавить еще и устройство расширения (DX517), то максимальный объем увеличивается до 144 ТБ. При этом пользователь может гибко выбирать конфигурацию томов исходя из своих задач — все девять отсеков в данном случае будут равноправны. Правда надо отметить, что объем одного тома не может превышать 108 ТБ, что для настольной модели выглядит все равно впечатляюще. Что касается режимов с отказоустойчивостью, то о построении массивов на дисках больших объемов в сети можно найти много «страшилок». Но, по сути, факт только один — в случае отказа диска восстановление массива может занимать очень много времени. К примеру, для рассматриваемой модели массив RAID5 из четырех дисков по 2 ТБ требует более 12 часов на перестроение. Правда в параметрах системы есть настройка приоритета для данной операции — или основная работа по обслуживанию сетевых запросов (по умолчанию) или восстановление. Во втором случае потребуется меньше времени.
Для устройства с четырьмя отсеками вариантов выбора конфигурации томов достаточно много и единых универсальных рекомендаций здесь нет. Пользователь сам должен оценить свои потребности с точки зрения объема, скорости, отказоустойчивости и других параметров. Наш совет только один — если данные важны, позаботьтесь о их резервном копировании, благо Synology предлагает отличный пакет Hyper Backup с поддержкой локальных, сетевых и облачных хранилищ. И не нужно путать RAID, который «про отказоустойчивость» (т. е. возможность продолжения работы в случае отказа диска), и «надежность» (сохранение данных в случае возникновения различных неприятностей).
Как и предшественник, DS920+ оборудован парой отсеков для NVMe SSD формата M.2. Однако в новинке они могут использоваться только как кеш для томов на основных дисках, но не как отдельные тома. При этом предусмотрены следующие варианты: кеш для чтения с использованием одного SSD назначается на один том (поскольку отсеков два, то можно сделать две таких пары), кеш для записи обязательно требует двух (одинаковых) SSD и также назначается на том (в этом случае он может быть уже только один). Максимальный объем SSD для кеша в списках совместимости — 2 ТБ.
Если же вам хочется иметь именно том на твердотельном накопителе — придется искать модели 2,5″ с интерфейсом SATA и занимать основные отсеки. По спискам совместимости максимальный объем для таких устройств — 3,84 ТБ.
Напомним, что удаление/добавление/замена винчестеров в данном устройстве может осуществляться без выключения питания, конфигурацию дисковых томов можно менять в любой момент, предусмотрены операции миграции и расширения с сохранением данных (например, из одиночного диска можно сделать зеркало, а в RAID5 заменить диски на более емкие).
Далее для установки операционной системы на раздел винчестеров можно использовать несколько способов — доступ через браузер и сервис find.synology.com, фирменную утилиту Synology Assistant или уточнив выданный NAS IP-адрес на роутере обратиться напрямую к нему. Обычно образ DSM автоматически скачивается из сети Интернет, но если доступа нет, то можно заранее скачать файл прошивки и установить его.
На этом этапе в мастере первоначальной настройки вы указываете некоторые ключевые параметры, включая имя системы, аккаунт администратора, сетевые настройки, подключение к аккаунту Synology и другие.
В который раз рассказывать о широких возможностях DSM мы, конечно, не будем. Какие-то изменения в веб-интерфейсе, безусловно, постоянно происходят, но заметить их бывает непросто, да и основной интерес представляют сервисы, а не внешний вид или тонкие настройки. Ознакомиться с текущей версией и ее функциями можно в демонстрации на сайте разработчика.
Тестирование
Мы уже говорили ранее, что с точки зрения аппаратной конфигурации отличий от предшественника практически нет. Маловероятно, что установка более быстрого процессора скажется на скорости работы в основных сценариях, таких как работа с файлами по сети. Но проверить это, конечно, стоит. Так что начнем с нашего базового набора тестов с использованием жестких дисков WD Red WD20EFRX объемом 2 ТБ. Инструментом как обычно выступает Intel NASPT с нашими собственными шаблонами для работы с большими файлами. Настройки сетевого накопителя для теста — создание дискового пула нужной конфигурации, тома с BTRFS на нем, далее папки и пользователя с доступом к ней. Сетевой накопитель и клиент с Windows 10 подключаются через гигабитный коммутатор.
| 1 HDD | 2 HDD, RAID1 | 4 HDD, RAID5 | 4 HDD, RAID0 | |
| read_rand_32 | 41,3 | 40,3 | 44,5 | 46,3 |
| read_seq_01_32_files | 101,8 | 109,1 | 116,3 | 116,2 |
| read_seq_32 | 112,0 | 108,6 | 113,5 | 113,6 |
| rw_rand_32 | 25,5 | 41,6 | 22,9 | 41,1 |
| rw_seq_32 | 81,5 | 95,6 | 118,0 | 120,3 |
| write_rand_32 | 20,7 | 65,2 | 21,9 | 67,8 |
| write_seq_01_32_files | 107,7 | 108,1 | 107,7 | 107,7 |
| write_seq_32 | 110,3 | 110,9 | 111,0 | 110,8 |
Учитывая ограничение в виде гигабитного сетевого соединения, результаты выглядят ожидаемо. Максимальные показатели на последовательных операциях, причем как с одним файлом, так и с несколькими одновременно, составляют около 110 МБ/с независимо от типа массива. Все-таки использование платформы Intel, пусть и такой «слабой» по меркам настольных систем, в данном сегменте вполне оправдано (не говоря уже о совместимости с большим числом программ). Случайные операции также показывают ожидаемые результаты — на чтении 40–45 МБ/с с любым типом массива, на записи 20 МБ/с для одного диска и RAID5 и 40 МБ/с для RAID1 и RAID0.
Интересно сравнить результаты с DS918+: на случайном чтении есть небольшой рост, а на случайной записи показатели снизились. Впрочем, на практике заметить подобное будет непросто.
Напомним, что мы тестировали ранее режим подключения сетевого накопителя к коммутатору с режимом объединения портов. В сценарии чтения и записи файлов эффект роста общей производительности можно получить только в случае одновременной работы двух клиентов. Если же требуется иметь именно большую скорость с одним клиентом — необходимо переходить на сетевые соединения более 1 Гбит/с.
С данными дисками мы также оценили энергопотребление и температурный режим устройства, что позволяет его сравнить с другими моделями. Проверялись сценарии сна, бездействия и работы. В последнем случае речь о прогоне теста Intel NASPT и записи максимальных результатов. Конфигурация дисков — RAID5. Потребление измерялось «из розетки», температуры снимались удаленно по сети.
| Вт | |
| Сон | 6,2 |
| Бездействие | 23,2 |
| Работа | 29,7 |
По сравнению с прошлой моделью мы видим небольшое снижение энергопотребления. При этом максимальное значение не превышает 30 Вт.
Во время оценки температур в комнате было около +22 °C, а режим вентилятора был установлен на «тихий».
| Сон | Бездействие | Работа | |
| CPU | 29 | 35 | 36 |
| HDD1 | 22 | 29 | 29 |
| HDD2 | 23 | 31 | 31 |
| HDD3 | 24 | 32 | 32 |
| HDD4 | 24 | 32 | 31 |
Для начала отметим, что починили считывание показаний с процессора и мы видим, что его температура немного зависит от нагрузки. Учитывая TDP в 10 Вт и формально пассивное охлаждение (радиатор без вентилятора находится на стороне печатной платы около внешней стенки), температуры ниже 40 °C выглядят отлично. Из возможных «тяжелых» задач, что могут привести к ее росту, можно отметить обработку медиаданных, видеонаблюдение с анализом картинки, виртуальные сервисы.
Что касается дисков, то с ними тоже все в порядке — даже в тихом режиме работы вентилятора температура не превышает 32 °C. В данном тесте не использовались M.2 SSD, так что отдельно отметим, что в течение последующих тестирований их температура не превышала 35 °C.
Далее мы будем использовать другие накопители — два жестких диска Seagate IronWolf ST14000VN0008 по 14 ТБ и два фирменных SSD Synology SNV3400–400G. Первые интересны наличием технологии IronWolf Health Management, расширяющий возможности традиционного S.M. A.R.T. При этом в линейке также есть и модели на 16 ТБ.
Вторые являются относительно новым для Synology продуктом. Компания начала предлагать фирменные SSD летом этого года, почти сразу после анонса All-Flash модели FS3600. Основной причиной подобного шага является желание предоставить заказчику готовое решение «все-в-одном» от одного производителя, что позволяет существенно повысить надежность.
Для формата M.2 с интерфейсом NVMe были анонсированы серии SNV3400 и SNV3500, правда в настоящий момент каждая состоит всего из одного представителя — SNV3400–400G и SNV3500–400G соответственно. В данной статье использовалась первая, а вторая, вероятно, отличается только форматом (22110 против 2280) и поддержкой защиты от сбоя питания. SSD использует контроллер Phison E12, чип оперативной памяти SK hynix H5AN4G8NBJR на 512 МБ и четыре микросхемы памяти TA7AG55AIV (3D NAND TLC Toshiba).
Заявлены скорости последовательного чтения 3100 МБ/с, последовательной записи 550 МБ/с, случайного чтения 205 000 IOPS и случайной записи 40 000 IOPS. Параметры надежности/ресурса: TBW 500 ТБ, DWPD 0,68. Гарантия на данные SSD — пять лет.
Судя по всему, данные модели позиционируются как раз для использования в роли кеширующих решений для основных томов из традиционных жестких дисков.
Чуть позже компания представила линейку SSD в формате 2,5″ SATA — модели SAT5200 объемом 480 ГБ, 960 ГБ, 1,92 ТБ и 3,84 ТБ. Скорости последовательных операций здесь ограничены интерфейсом и составляют около 500 МБ/с. На случайном чтении заявлено порядка 100 000 IOPS, а на записи — 55 000…67 000 IOPS в зависимости от объема диска. При этом DWPD составляет уже 1,3, а TWB — почти 2500 объемов. Все модели имеют защиту от сбоя питания и гарантию в пять лет. Данные накопители предназначены для использования в All-Flash массивах сетевых накопителей серии FSxxxx.
Для оценки эффективности работы кеша мы сначала создали том из одного жесткого диска и провели цикл тестирования для получения базовых результатов. После этого к тому был подключен SSD кеш из одного твердотельного накопителя и тесты были проведены еще пять раз. Результаты представлены на следующем графике.
| без кеша | запуск 1 | запуск 2 | запуск 3 | запуск 4 | запуск 5 | |
| read_rand_32 | 56.6 | 55.4 | 86.4 | 86.6 | 86.5 | 86.6 |
| read_seq_01_32_files | 116.1 | 116.1 | 116.1 | 116.0 | 116.2 | 116.3 |
| read_seq_32 | 113.2 | 112.9 | 112.9 | 112.7 | 113.0 | 112.9 |
| rw_rand_32 | 55.6 | 54.0 | 74.9 | 73.0 | 71.8 | 73.8 |
| rw_seq_32 | 116.4 | 115.8 | 116.0 | 115.9 | 115.7 | 115.7 |
| write_rand_32 | 65.2 | 64.4 | 62.9 | 63.4 | 63.2 | 62.5 |
| write_seq_01_32_files | 107.2 | 106.8 | 106.9 | 106.7 | 106.7 | 106.9 |
| write_seq_32 | 110.7 | 110.2 | 110.2 | 110.2 | 110.3 | 110.1 |
Как мы видим, первый запуск после включения кеша мало отличается от базового по скорости. Но уже начиная со второго заметно ускорение работы: на случайном чтении с 57 МБ/с скорость увеличилась до 87 МБ/с, а на смешанной нагрузке случайного чтения и записи — с 56 МБ/с до 75 МБ/с. Напомним, общий объем данных в каждом сценарии из одного типа операций составляет 32 ГБ, а для сценариев одновременного чтения и записи — в два раза больше. Так что мы видим ожидаемый эффект — при первом чтении со включенным кешем все данные попадают в него, так что последующие запуски берут файлы уже с твердотельного накопителя.
| без кеша | запуск 1 | запуск 2 | запуск 3 | запуск 4 | запуск 5 | |
| read_rand_32 | 56.6 | 54.2 | 84.7 | 85.6 | 86.2 | 86.8 |
| read_seq_01_32_files | 116.1 | 116.1 | 116.2 | 115.6 | 116.0 | 116.2 |
| read_seq_32 | 113.2 | 112.7 | 113.0 | 113.1 | 112.3 | 112.8 |
| rw_rand_32 | 55.6 | 51.3 | 70.7 | 72.0 | 70.5 | 71.7 |
| rw_seq_32 | 116.4 | 114.8 | 114.4 | 116.0 | 114.9 | 113.9 |
| write_rand_32 | 65.2 | 63.0 | 62.5 | 61.2 | 63.0 | 62.5 |
| write_seq_01_32_files | 107.2 | 106.6 | 106.8 | 106.7 | 106.4 | 107.0 |
| write_seq_32 | 110.7 | 109.8 | 109.9 | 110.0 | 106.1 | 109.9 |
А вот аналогичный тест при подключении к тому кеша SSD в режиме чтения-записи (тут используется уже два накопителя в режиме RAID1) не дал никакого эффекта именно на операциях записи.
Вторая попытка оценить эффективность кеширования проводилась с использованием протокола iSCSI. На сетевом накопителе создавался LUN на 10 ГБ и к цели подключался клиент, работающий под управлением Linux (Debian). Далее использовался известный пакет fio для генерации нагрузки в четырех сценариях — последовательное чтение и запись блоками по 64 КБ и случайное чтение и запись блоками по 4 КБ. Во всех случаях глубина очереди составляла 4, время проведения теста — одна минута, пауза между запусками — 10 секунд. Каждый шаблон запускался по три раза, на графике приводятся результаты третьего запуска. Проверялись конфигурации однодискового тома без кеширования, с кешированием только чтения на одном SSD и кешированием чтения и записи на двух SSD. Результаты приводятся в МБ/с для удобства сравнения, поскольку в данном случае интересует именно изменение показателей.
| без кеша | кеш чтения | кеш чтения и записи | |
| последовательное чтение | 114,3 | 114,3 | 114,3 |
| последовательная запись | 112,3 | 113,3 | 112,3 |
| случайное чтение | 5,8 | 4,2 | 10,0 |
| случайная запись | 23,9 | 21,1 | 41,1 |
На последовательных операциях, с учетом ограничения общей производительности гигабитным сетевым подключением, влияние кеширования практически незаметно. Что касается случайных, то в этот раз уже кеширование чтения имеет небольшой негативный эффект и на чтение, и на запись. А кеширование чтения и записи наоборот дает прирост примерно 70% и на чтении, и на записи.
Учитывая, что данная модель сетевого накопителя имеет только пару гигабитных портов, избавиться от их ограничений и оценить работу дискового массива на максимальной скорости можно только если запускать бенчмарк на самом устройстве. Реализовать это можно с использованием виртуальных машин в сервисе Virtual Machine Manager. Конечно, для сетевого накопителя большинство сценариев использования связано именно с доступом к данным по локальной сети, но и этот вариант может быть интересен в некоторых случаях. Так что для третьего теста мы установили тот же Linux на виртуальную машину (все-таки на данной платформе Windows в виртуальной машине сложно рассматривать как востребованный и комфортно работающий инструмент). Условия теста аналогичны — второй отдельный том на 10 ГБ, бенчмарк fio с теми же условиями (последовательные операции с блоком 64 КБ и случайные с блоком 4 КБ), в таблицу попадают результаты третьего последовательного запуска. Кеш включался для тома, на котором располагались образы дисков виртуальной машины. Формально в данном случае «путь» от клиента до непосредственно диска немного сложнее, чем при работе с iSCSI по локальной сети, так что результаты будут отличаться.
| без кеша | кеш чтения | кеш чтения и записи | |
| последовательное чтение | 252,0 | 167,0 | 304,7 |
| последовательная запись | 191,4 | 134,8 | 300,8 |
| случайное чтение | 0,9 | 4,6 | 34,5 |
| случайная запись | 6,5 | 9,5 | 51,0 |
На последовательных операциях использование кеша чтения снижает результат примерно на 30%. Но зато случайное чтение происходит до четырех раз быстрее, а запись — почти на 50% быстрее. А вот кеш на запись выгоден во всех ситуациях: последовательные операции получают прирост в 30%, случайное чтение ускоряется в сорок раз, случайная запись — в семь раз.
В поисках интересных тестов кеширования мы также решили попробовать еще один — проверку скорости работы базы данных MariaDB 10, установленной из штатного пакета DSM. Это новый для нас тест в данном разделе сайта и вероятно некоторые из его параметров стоит в дальнейшем подобрать поточнее. Отметим, что в данном случае речь идет именно об оценке скорости работы дисковой системы на данной задаче, а не тюнинге параметров базы данных для получения высоких результатов. Учитывая, что для сетевого накопителя это все-таки дополнительная функция, никакие опции из базовой поставки не менялись. В частности, это размеры буферов, параметры обработки транзакций, журналирования и другие, которые обычно описываются в многочисленных документах по повышению эффективности.
В роли теста выступал пакет sysbench, запускаемый на клиенте Linux с доступом к базе данных на сетевом накопителе по локальной сети. Ключевые параметры теста — 32 таблицы по 1 000 000 записей (общий объем базы — немногим более 7 ГБ, что в сотни раз больше буфера базы данных, так что нагрузка идет преимущественно на дисковую подсистему), восемь потоков, время одного запуска — три минуты, пауза между запусками — одна минута. Каждый тест запускался последовательно пять раз, и за итоговый результат брались значения из последнего отчета. В качестве единицы оценки скорости использовались «транзакции в секунду» (tps). Из всего набора готовых шаблонов в этот раз мы ограничились тремя — oltp_read_only, oltp_write_only и oltp_read_write. Поскольку они существенно отличаются по проводимым операциям, выводить результаты на один график не очень удобно. Так что мы приняли за 100% показатели при работе на жестком диске без кеширования, а остальные цифры пересчитали относительно них.
| без кеша | кеш чтения | кеш чтения и записи | |
| oltp_read_only | 100,0 | 112,8 | 112,4 |
| oltp_write_only | 100,0 | 104,9 | 259,2 |
| oltp_read_write | 100,0 | 117,3 | 289,6 |
На операциях чтения (Select) использование кеша любого типа дает прирост около 12%. Второму шаблону, использующему операции Delete, Insert и Update, кеш на чтение помогает мало, зато кеш на чтение и запись дает рост более чем в два с половиной раза. Третий скрипт комбинирует операции первых двух и получает 17% преимущества при работе кеша на чтение и рост почти в три раза от кеша чтения и записи.
Подводя итоги тестов работы системы кеширования главный вывод, который можно сделать — эффективность этой технологии существенно зависит от задач пользователя и их особенностей. В некоторых случаях она дает очень значительный эффект, преимущественно на операциях случайного доступа, а в других может вызывать и снижение производительности. При этом в большинстве случаев применение кеша чтения и записи оказывается более оправданным, хотя здесь, конечно, потребуются два накопителя, а кеш
Полный текст статьи читайте на iXBT
