ОПЫТЫ: NAS или сервер?

ОПЫТЫ: NAS или сервер?

Автор: Филипп (Finar) Казаков

Больше двух лет я не касался темы сетевых накопителей (NAS) - жестких дисков с Ethernet-интерфейсом. В сущности, это небольшие узкоспециализированные компьютеры или компьютеры-хранилища, обладающие всеми главными признаками ЭВМ - процессором, оперативкой, IDE/SATA-портами, а иногда и USB-контроллерами, флэш-ПЗУ (и даже записанной в нее собственной ОС). Признаюсь, поначалу эта технология меня очаровала: более изящного и легкого способа расшарить информацию внутри дома, казалось, и придумать нельзя. Купил небольшую коробочку, подключил сетевым шнурочком к свитчу, пристроил куда-нибудь в темный угол коридора и радуйся жизни.

Но протестировав три модели от разных производителей, я слегка разочаровался - ввиду смешной производительности ни одна из них не годилась для работы. Действительно, максимальная скорость передачи данных тогда плавала в районе 6–7 Мбайт/с (в идеальных условиях), чего достаточно для хранения фильмов, музыки и прочей data. Вот только с моими планами использовать накопитель, например, для ежедневных бэкапов крупных проектов такая скорость была несовместима. Производители в один голос утверждали, что ограничения принципиальны, связаны с быстродействием процессоров и обширным служебным трафиком локальных сетей, что они не будут преодолены в NAS-устройствах, потому что не будут преодолены никогда; если только вместо простенькой высокоинтегрированной микросхемки не всунуть туда пару серверных Xeon’ов - со всеми вытекающими последствиями. Если они и лукавили (на днях с нетбуком на ЦП Atom N270 мне удалось установить передачу 11 реальных Мбайт/с), то не очень сильно: действительно, на 100-мегабитной сети при всем желании не получить больше 12,5 Мбайт/с, что не намного дальше от 7. Так или иначе, я отбросил идею покупки сетевого накопителя и взялся собирать домашний сервер, решив вернуться к теме NAS-устройств позже, когда они массово освоят гигабитные каналы.

И вот - дождался! Компания TRENDnet любезно предоставила гигабитный NAS (модель TS-S402 ), да не простой, а со встроенным SATA/RAID-контроллером. У меня как раз оказалась под рукой пара 250-гигабайтных дисков Western Digital RAID Edition, так что я с удовольствием воспользовался возможностью во всей полноте оценить двухлетний прогресс индустрии.

NAS с RAID внешне напоминает карликовый сервер, а не USB-коробку, как однодисковые NAS. Видимо, ради пущего статусного соответствия корпус устройства выполнен в строгих черно-серебристых тонах. Возможно, по той же причине у него нет и "очеловеченного" имени, а только сухое TS-S402. В накопителе присутствует два USB-разъема для дополнительных устройств (флэшки и принтера, например), по одному спереди и сзади. Винты вдвигаются в корпус с лицевой стороны на накладных салазках, оставляющих между дисками достаточный простор. В результате диски оказываются прямо перед небольшим вентилятором. Интеллектуальная система контроля скорости вращения - это, конечно, плюс, однако, на мой взгляд, она больше симпатизирует железкам, чем людям. За отличный терморежим (после множественных тестов я вынул чуть теплые диски) приходится платить: маленький накопитель ведет себя гораздо более шумно, чем мой компьютер с четырьмя HDD.

Самое большое впечатление на меня произвела кнопка включения. Это не какой-то там грубый рубильник, безапелляционно подающий питание на устройство, а этакая галантная кнопочка, мягко предлагающая NAS’у включиться или, наоборот, выключиться. Случайно включить или выключить накопитель невозможно, так как система интеллектуально отрабатывает команду только после продолжительного нажатия. Это мне напомнило приход системных блоков ATX, впервые научившихся самостоятельно выключаться. Десять лет назад такое умение восхищало, казалось, что новые компьютеры разом "поумнели". Вот теперь "поумнели" и NAS’ы - выключить накопитель можно даже удаленно через веб-интерфейс.

Через веб-интерфейс производятся и остальные низкоуровневые настройки устройства. Разумеется, в арсенале есть все необходимое, чтобы TS-S402 мог комфортно угнездиться в любом сетевом окружении, следить за здоровьем вверенных ему дисков, конфигурировать их и настраивать политику прав доступа пользователей к папкам. Кстати, для манипуляций с правами существует дополнительная Windows-утилита с простым графическим интерфейсом. Все эти возможности традиционны, но накопителю нашлось и чем козырнуть. Например, UPnP A/V-сервером - специальным сетевым "вещателем", который позволяет получить доступ к мультимедийному контенту на жестких дисках не только "интеллектуальным" компьютерам, но и мобильникам, приставкам, медиаплеерам и пр. Коннект в таком случае происходит на низком "протокольном" уровне, а потому надежен, не требует драйверов и поддерживается многими аппаратными устройствами. Также реализован похожий сервис от Apple - сервер iTunes. Torrent-клиент, конечно, примечательная фича, но для полномасштабного пиринга малоподходящая. Во-первых, возможности по управлению им крайне скудны, а во-вторых, чем серьезнее трекер, тем более строгие ограничения он накладывает на список разрешенных клиентов (например, известный в узких кругах мировой авторитет в обмене HD-видео разрешает только одну определенную версию uTorrent, в данный момент 1.8.1). Так что в плане файлообмена TS-S402 не конкурент полнофункциональным серверам. Еще в софте реализованы функции бэкапа, тоже начального уровня. Они сводятся к копированию папки с места на место согласно утвержденному пользователем расписанию. Об инкрементных или дифференциальных бэкапах, а также о сложных масках допусков и исключений с использованием регулярных выражений речь, конечно, не идет, что, собственно, и не удивительно для "бонусной" функциональности. Короче говоря, если вы покупаете NAS, чтобы настроить дома серьезный бэкап, будьте готовы поработать ручками. С другой стороны, "забэкапить" подключенную к TS-S402 флэшку можно простым нажатием кнопки Copy на лицевой панели устройства.

Методика тестирования за два года тоже здорово изменилась. Дело в том, что Intel выпустила NAS Performance Toolkit (NASPT). Эта "мечта лентяя" представляет собой золотую середину между примитивностью и навороченностью, соблюдая оптимальное соотношение пользовательских усилий и результата! Пакет генерирует трафик между компьютером и любой целевой папкой (сетевой или нет - не важно). Глаза не нарадуются на то, как мудро он это делает! В тестируемой директории эмулируется разнообразный контент, с файловой структурой, крайне напоминающей реальную [1]. Затем NASPT прогоняет массу разных тестов [2], тоже эмулирующих разнообразные популярные реальные нагрузки, а результат представляет в виде массива статистических данных в xml-файлах [3]. Один прогон всех тестов порождает больше 600 Мбайт статистических данных. Если вы администратор в крупной корпорации или инженер-разработчик - пишите свои собственные парсеры и анализируйте богатую статистику как угодно глубоко. Если же вы, например, журналист и желаете, скажем, быстро прикинуть производительность "железки", воспользуйтесь встроенным анализатором и после нескольких кликов мышки получите симпатичные графики.

Итак, вооружившись замечательным инструментом, я приступил к тестированию. Больше всего меня интересовал прогресс в результате перехода на гигабитный канал, оправданность использования RAID0 в сравнении с одиночными дисками, а также сравнение тестовых образцов с обычными компьютерами, оснащенными гигабитными контроллерами. Я провел пять полных тестов NASPT: три с различными конфигурациями дисков (независимые, RAID0 и RAID1) TS-S402 и два - с другими компьютерами сети (A и B) (см. таблицу).

TS-S402 подключался к компьютеру напрямую, а тесты компьютеров проводились в обычной для них сетевой среде через общий свитч (я не стал заботиться о чистоте сетевого эфира и отключать всевозможные сервисы, поскольку проводил тестирование только для общей оценки. У TS-S402, таким образом, есть символическая фора). Сырые результаты "весили" больше 3 Гбайт, но после архивирования сократились до 100 Мбайт. Архив с результатами я выложил к себе на сайт (www.finar.ru), так что при необходимости вы можете рассмотреть их с любого ракурса.

Разумеется, в журнальной статье не привести и сотой части графиков, поэтому ограничусь лишь общей диаграммой, позволяющей, однако, ответить на поставленные вопросы (см. диаграмму).

Да, приход "гигабита" в NAS-устройства, несомненно, дал положительный эффект. Не совсем такой, какого можно было ожидать по изменению числового индекса, но все же. Максимальная скорость передачи данных возросла с 7 до 20 Мбайт/с в оптимальных условиях, а в среднем она плавает в районе 13–15?Мбайт/с. RAID0 влияет на производительность, причем увеличение иногда зашкаливает за 25%! Довольно неожиданный эффект, ведь скорость даже одиночного жесткого диска превышает возможности сетевого контроллера.[Следует различать теоретическую скорость дискового интерфейса и реальную скорость обмена данными с диском: последняя значительно ниже пропускной способности гигабитной сети. - С.Л.] Казалось бы, как в этом случае может помочь дальнейший рост производительности дисковой подсистемы? В узкоспециализированных NAS - может; а в компьютерах Windows играет роль большого и мягкого буфера, в результате работы которого сетевая производительность машины зависит преимущественно от скорости самого медленного звена. Последний тезис подтверждается при анализе результатов компьютера?B. В нем, если вы обратили внимание, установлен устаревший винчестер Barracuda IV. Хоть он гораздо медленнее, чем винчестеры конкурентов, однако в общем зачете проявил себя неплохо, а в одном тесте даже выбился в лидеры! Что же касается результатов более серьезной машины A, то они достаточно красноречивы?- в десяти из двенадцати тестов A оставила узкоспециализированный NAS далеко позади.

Давайте подведем итог этого небольшого исследования:

гигабитный контроллер в NAS дает увеличение производительности, но совсем не на порядок;

RAID0 также ведет к увеличению производительности, в среднем на 10–15%. Стоит ли этот прогресс рисков, связанных с подобной конфигурацией, решать вам. На мой взгляд - нет;

несмотря на гигабитный канал, NAS-устройство остается в несколько раз медленнее среднего компьютера с интегрированным гигабитным контроллером;

сверхбюджетный самосборный компьютер на плате mini-ITX с процессором Intel Atom 330 хоть и отстает, но в целом находится в одной весовой категории с TS-S402. У них близки не только производительность, но и размер, цена (с учетом стоимости ОС, без нее компьютер выходит дешевле!) и даже шумовые характеристики;

в простоте и удобстве использования специализированный NAS остается безоговорочным лидером. Чтобы добавить его в сеть, хватит и пяти минут. Домашний, а уж тем более самосборный сервер требует несравнимо больших усилий в сборке и поддержке.