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シノロジーラックステーションRS3614xs +ラック最適化NAS: 性能編

記事公開日時 : June 22, 2015, 12:03 pm
ACROFAN=權 容滿 | yongman.kwon@acrofan.com | SNS
シノロジーラックステーションRS3614xs +ラック最適化NASは、大企業レベルの組織で必要とされる大規模ストレージサービスに対応できる性能と機能を提供するためのモデルである。

そのための柔軟性の面では、インフラストラクチャの構成に関係なく使用できる単純なネットワーク構成と幅広いサービスサポートなどが目立つ。また、コスト効率的に大容量の共有ストレージスペースを提供して、多くのユーザーを管理し、これらのユーザーが同時に生み出す高いワークロードにも安定した性能を維持する能力も要求される。

 
▲テスト環境の構成

本テスト環境は、シノロジーRS3614xs +のギガビットイーサネットポート4個を自主的適応型ロードバランシングモードへのリンクアグリゲーション構成し、ディスクはシーゲートの6TBのエンタープライズNASモデルのハードディスク12個をRAID 5構成で、単一のグループ、単一ボリューム構成した。クライアントは、仮想化環境では、Windows 7クライアント4台VMごとにギガビットイーサネットポートずつを割り当てて、クライアントごとに最大4つのスレッドのワークロードで最大合計16スレッドの負荷が加えられた。

テスト環境の構成に使用されたシーゲイトのエンタープライズNAS HDDは4〜16ベイのRAIDストレージシステムに最適化され、多数のディスク構成RAID環境での高い安定性と互換性、常時運用されている高負荷の状況でも、最適化されたパフォーマンスと信頼性、5年の制限保証サービスと復旧サービスなどが提供される。特に12ベイ級のNASからストレージの信頼性とRAIDの互換性、コストの両方を満足させることに、シーゲートのエンタープライズNAS HDDはRS3614xs +に最もよく似合う構成である。

■高負荷の状況でも優れた性能を見せる

 
▲IOMeter(1MB Sequential、iSCSI 4 links)、単位MB / s、高いほど良い。

 
▲IOMeter(4KB Random、iSCSI 4 links)、単位IOPS、高ければ高いほど良い。

4つのクライアントのiSCSI接続順次読み取り、書き込みの結果は合計16スレッドに至るまでのストレージに余裕が残っているような姿が見られる。読み取りの場合、低負荷状況でやや低い結果があるが、12スレッド以上では、4Gbpsのネットワーク接続の最大性能を安定的に出している様子である。このとき、各スレッドごとのパフォーマンスは25〜27MB / s程度で均等な分布を示しており、提供されるネットワーク帯域幅比ストレージの性能には余裕が残っている。

多数のユーザーが順次書き込みを実行する場合にも、RS3614xs +の全体的なパフォーマンスやスレッド別、書き込みパフォーマンスの分布などは非常に安定して、スレッド数が上がるによる性能変化もほとんどない。 16個のスレッドがそれぞれ順次書き込みを実行する場合、実質的にはかなりの部分ランダム書込みの混合パターンになるが、RAID 5環境でのストレージの内部の負荷分散も素晴らしい。そして、ここには複数のスレッドの書き込みなどNASに予想される高負荷環境に特化したハードディスクの使用も一役しているだろう。

マルチユーザーの同時使用に最適化された姿は、4KBランダム読み取り、書き込みのパフォーマンスでも確認することができる。 4スレッドで読む1420 IOPS、書き込み860 IOPS程度の性能は、16スレッドに達する読むには1381 IOPS、書き込みは655 IOPS程度やや落ちる、こんなワークロードは、一般的にはほとんど出てくることができない極限の負荷であることも考慮する必要がある。そして、このとき全体のストレージの読み取りパフォーマンスはわずか3%、書き込み性能は24%程度低下するほど、印象的なストレージの処理能力レベルを示している。

 
▲IOMeter(1MB Sequential、CIFS 4 links)、単位MB / s、高いほど良い。

 
▲IOMeter(4KB Random、iSCSI 4 links)、単位IOPS、高ければ高いほど良い。

4つのクライアントのCIFS接続順次読み取り、書き込み、結果もストレージの処理能力は、テスト構成と基本的なネットワーク構成比十分な余裕があることを確認することができる。順次読み取り、書き込みでは、16スレッドに至るまで、全処理性能の変化は大きくないことを確認することができる。各スレッドごとのパフォーマンスも均等に分布されており、ネットワーク性能の限界まで性能を活用している。

むしろ多数のスレッドのシーケンシャル転送結果で残念な点は、限界まで自分の役割をしてくれているネットワーク帯域幅であるほどだ。比較的低価格大容量を得るための3.5型ディスク12の構成が標準と性能ではなことがたため入る構成であるが、テストに使用した構成で順次転送ワークロードを中心に使用している場合、ネットワークインタフェースを追加拡張、全体的なストレージ能力のを最大限に活用することができないかと思う。

CIFSでの4KBランダム読み取り、書き込みのパフォーマンスは、接続特有の高いオーバーヘッドなどにiSCSI比の低い性能を見せる。しかし、16スレッドに至るまで読み取り、書き込みのパフォーマンスの変化幅がほとんどないのが特徴であるが、これはまたオーバーヘッドによるボトルネックがあっても、多数の同時ユーザーがいる状況でも、十分に余裕のある内部処理性能を持っているものと推測させる。

 
▲IOMeter(1MB Sequential、CIFS 4 links、Encrypted)、単位MB / s、高いほど良い。

 
▲IOMeter(4KB Random、iSCSI 4 links、Encrypted)、単位IOPS、高ければ高いほど良い。

暗号化されたCIFS共有フォルダのパフォーマンスも基本的なテスト構成である4Gbpsレベルの処理性能と16スレッド程度では暗号化されていない状態の性能とそれほど大きな差はない。これはクアッドコア構成のXeonE3プロセッサとAES-NIのハードウェアサポートなどが適用されたおかげでもある。読み取りパフォーマンスの場合の変化幅は、誤差の範囲程度だと見ることができ、書き込み性能は8スレッド以降少し落ちるように見え、16スレッドに至るまで非常に安定した姿である。

暗号化が適用された共有フォルダの4KBランダム読み取り、書き込みのパフォーマンスは、暗号化の有無による性能差が多少見える姿である。ランダム読み取りの場合、15%程度の性能の低下が見られ、スレッドが上がってもその性能に変化はほとんどない方だ。これは、ストレージのディスク構成とCIFS、暗号化処理のオーバーヘッド部分がボトルネックを見せたからだと見え、純粋な暗号化処理性能の面ではまだその余裕がある程度残っていると思われる。

4KBランダム書き込み性能も若干の性能低下があるが低下幅は、意味のあるレベルまでではない。また、ボトルネックで暗号化が占める割合が少ないということも4KBランダムテストの結果に推し量ることができるが、1MBブロックのシーケンシャル書き込みでのIOPSが4KBランダム書き込みよりも高く、暗号化するかどうかに大きな影響がないということは、暗号化処理性能自体は4Gbpsネットワーク環境では、まだかなりの余裕があると見ることができるだろう。

■性能と経済性、柔軟性を備えたNAS

シノロジーラックステーションRS3614xs +は、企業環境で経済的に大容量のストレージを構成して、さまざまな方法で活用できるようにすることに集中した構成のNASだ。これ安いしながら、コスト、大容量と実用的な性能、信頼性を備えた3.5型SATAハード・ディスク、最も一般的な構成であるギガビットイーサネットを基本構成とし、強力なハードウェアの性能をベースに、様々な機能を安定的に提供することができるようにしたものが製品の性格になるだろう。

このNASが付いているハードウェアの性能を最大限に出すだけ考えるなら、なぜ高い転送速度を期待できる12ベイNASに10Gネットワークが基本ではないかたいが、そのために既存のギガビット環境を10G対応で変えることもかなり負担になることである。そして、これを甘受することができるユーザーのために拡張余地残っているだけに、配線の汚れ感とポート数の問題などを監修するならギガビットポートベースのNIC拡張も既存のインフラストラクチャベースでRS3614xs +を最大限に活用する方法である。

ハードディスクもコスト的な部分を最適化するためにSATAを使用するが、12ベイ級のRAID構成と常時運用環境であれば、これに最適化されたディスクを利用するとよいでしょう。シーゲートのNAS用ハードディスクのラインナップでもRAID構成とインターフェースなどにより、3つのにあえて分かれる理由も、このような最適化のための部分である。そして、少しは困難な場合である新しい組み合わせもよく使った場合、既存のエンタープライズ・ストレージより少ない費用で必要な部分を緊要に利用できる。

 
▲シノロジーラックステーションRS3614xs + NAS主要諸元


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