Настольный NAS-сервер для малого бизнеса

Компания Promise хорошо известна как один из первооткрывателей технологии RAID в сфере настольных компьютеров. Она одной из первых разработала контроллеры RAID для настольных ПК, сначала использовав жёсткие диски с интерфейсом IDE, потом переключившись на Serial ATA. Контроллеры Promise, как в виде плат расширения, так и чипов на борту материнской платы, пользовались высоким спросом и фактически сделали её разработчика одним из авторитетов в области систем хранения данных.

Но в настольных компьютерах контроллеры RAID уже не нужны - поддержка этой технологии имеется в чипсете, число встроенных портов более чем достаточно для требовательных пользователей. Компания Promise, хотя и выпускает их по-прежнему, начала искать новые сферы применения своих талантов. Сегодня Promise предлагает системы хранения данных для серверов нижнего ценового диапазона, многопортовые контроллеры SAS, а также ставшие популярными не так давно настольные сетевые накопители.

Настольный NAS представляет собой компактный и простой в настройке файл-сервер, имеющий вид небольшой коробки, подключаемой к локальной сети. Он может использоваться как в небольших организациях, так и в домашних условиях - для домовой сети или внутренней сети квартиры. Особенность именно домашних NAS состоит в поддержке технологий обмена данными между мультимедиа-устройствами - приставками, телевизорами, смартфонами, КПК и т.д., что позволяет строить на их базе настоящие медиа-серверы с простым и прозрачным интерфейсом.

Модель компании Promise также поддерживает протокол Universal Plug'n'Play и архитектуру DLNA. Однако по своему ценовому классу этот NAS больше подходит для делового применения в качестве файл- и принт-сервера, так как для дома он всё-таки дороговат. SmartStor NS4300N представляет собой компактную NAS-систему на четыре 3.5" винчестера, оснащённую встроенным блоком питания и поддерживающую резервное копирование на другой NAS, онлайн-миграцию и добавление дисков, spare-диск, корректную обработку ошибок и другие расширенные функции, которых нет у других настольных NAS. Немаловажно, что система SmartStor поставляется без винчестеров, что не привязывает покупателя к конкретному производителю или модели.

Дизайн, конструкция

Устройства SmartStor, а их на сегодня два - на два и на четыре винчестера, имеют стильный аккуратный дизайн, в котором сочетаются плавность линий и строгость расцветки. Серебристый кубик с закруглёнными углами и рёбрами с двух сторон как бы срезан, и изнутри проступают полуматовые, слегка смятые гармошкой чёрные грани.

Передняя панель выполнена в виде распашной крышки, под которой скрываются, собственно, жёсткие диски. Внутренний металлический каркас имеет направляющие, по которым винчестеры, "одетые" в простые пластиковые рамки с ручкой спереди, вставляются в корпус и входят в разъёмы Serial ATA на монтажной панели (backplate) в глубине корпуса.

Индикаторы работы винчестеров выполнены в виде тонких прозрачных полосок, огибающих ребро корпуса. Первая половина каждого индикатора - это состояние диска (зелёный - исправен, красный - сбой), вторая - активность. Фактически за работой NAS можно следить и по лицевой панели, и сбоку.

На лицевой панели имеются также две кнопки и два светодиода. Первая кнопка - питание, ей же можно подать команду выключения NAS. Вторая служит для запуска процедуры резервного копирования, которую предварительно нужно настроить. Назначение светодиодов интуитивно понятно: первый - активность сети (к сожалению, тип подключения цветом не обозначается), второй - состояние всей системы (активна, загружается, сбой RAID и т.д.). Также имеется встроенный спикер, который подаёт различные сигналы при запуске и в процессе работы; при необходимости его можно отключить.

На задней панели устройства мы видим отверстия торцевого вентилятора, охлаждающего жёсткие диски, и вентилятора блока питания. Тут же расположен разъём RJ-45 для подключения к сети, два порта USB и небольшое отверстие для аппаратного сброса устройства и его настроек.

Теперь об аппаратной платформе. В основе SmartStor NS4300N лежит встраиваемая ЭВМ на базе 32-разрядного RISC-процессора Freescale MPC 8343. Данный процессор содержит вычислительное ядро e300 с архитектурой PowerPC, контроллер памяти DDR/DDR2, два PCI-контроллера, два USB-контроллера и два сетевых контроллера. Для поддержки жёстких дисков и RAID используется контроллер собственной разработки. Система работает под управлением Embedded Linux, однако доступ к консоли разработчики не предоставили - управление NAS возможно только через веб-интерфейс WebPASM. Для расширения функциональности и, в частности, реализации функций медиа-сервера необходимо устанавливать фирменные плагины, которые, по сути, являются программами для Linux.

Функционирование, настройки

Настройка. Для первого подключения и инициализации SmartStor удобнее всего воспользоваться программой Configuration Wizard, идущей на компакт-диске. Она позволяет обнаружить устройство в сети, назначить ему IP-адрес (или указать адрес DHCP-сервера), создать массив RAID, добавить нескольких пользователей.

Веб-интерфейс Promise отличается простотой и интуитивностью, по крайней мере, в руководство пользователя заглядывать не придётся. Для упрощения настройки предусмотрен Wizard, который охватывает все основные операции - от изменения адресов IP, DHCP, DNS, маски подсети до управления пользователями и папками. В ручном режиме доступно намного больше операций, которые сгруппированы по подразделам.

Файл-сервер. Основная задача SmartStor - предоставлять доступ по сети к файлам и папкам имеющегося дискового пространства. NAS Promise содержит собственную базу данных пользователей (которых можно объединять в группы), поддерживает интеграцию с доменными службами Windows ADS и Unix NIS. Управление пользователями сводится к присвоению им прав доступа к папкам, которых можно создать несколько (по умолчанию имеется папка Public, доступная всем), и к выделению им дисковых квот. Поддерживаются три операционные среды, из которых возможен доступ к сетевым папкам - Windows (протокол SMB/CIFS), Unix/Linux (SMB, NFS) и Apple MacOS (AFP).

Принт-сервер. SmartStor может работать и принт-сервером, для чего у него предусмотрен порт USB. Подключённый принтер выделяется в сеть, и пользователи могут с ним работать.

Внешние диски. К порту USB можно подключать также внешние накопители - флэшки или винчестеры (оптические приводы не проверялись). Они также отображаются в сети в виде отдельных папок с понятными именами. Правда, тут есть два серьёзных ограничения: во-первых, папки с именами кириллицей отображаются некорректно, во-вторых, файловая система NTFS не распознаётся, а ведь большинство внешних винчестеров отформатированы под неё.

ИБП. Promise SmartStor можно подключить к бесперебойнику APC при помощи USB-кабеля (идёт в комплекте с последним), и тогда появляется интересная функция автоматического выключения при пропадании питания. Пользователь может настроить, через сколько минут после команды бесперебойника переходить к выключению.

Медиа-сервер. При использовании плагинов SmartStor превращается в полноценный медиа-сервер, пригодный для трансляции музыки, фото и видео на устройства, совместимые с тем или иным стандартом. Так, один из плагинов реализует поддержку протокола UPnP и архитектуры DLNA. Второй превращает NAS в сервер iTunes. Имеется и плагин, который поддерживает закачку файлов по протоколам HTTP, FTP и BitTorrent из внешних источников, в том числе из Интернета. Однако мы ещё раз повторимся, что данные функции для NS4300N не являются основными, поскольку для домашнего применения это устройство дороговато.

Резервное копирование. Как мы уже упоминали выше, SmartStor NS4300N обеспечивает резервное копирование как данных пользователя, так и собственного содержимого. В первом случае потребуется установить на клиентских ПК программное обеспечение Promise SmartSYNC. Это довольно простая и понятная утилита, с помощью которой можно:

1. выбрать папки, подлежащие резервному копированию;
2. настроить расписание (по часам, дням недели);
3. восстановить данные из копии (в то же место или в другое).

Теперь о внутренних режимах резервного копирования. Так, Функция Snapshot представляет собой создание быстрого образа (скорее всего, дифференциального) дискового пространства для того, чтобы при необходимости можно было выполнить откат к нему. Функция NAS Replication предназначена для дублирования содержимого дискового тома на другом NAS того же производителя. При этом одно из устройств назначается источником данных, второе - приёмником, выбирается интервал копирования (по часам или дням).

Тестирование

Тестирование NAS-сервера Promise осуществлялось в комплекте с четырьмя жёсткими дисками серверного назначения Seagate Barracuda ES.2 250 Гб. Интерфейс WebPASM позволяет организовать один или два массива RAID уровней 0, 1, 5 или 10. Если использовать только три диска, то четвёртый можно назначить резервным (spare), чтобы при сбое одного из диска автоматически использовать его для восстановления (rebuild) массива RAID. Поддерживается и миграция в онлайн-режиме, но для ограниченного числа комбинаций типов массивов.

Ещё один момент, важный для тестирования, связан с сетевыми настройками. Речь идёт не о настройках протоколов, а об аппаратной части сетевого интерфейса. Контроллер NAS-сервера поддерживает функцию Jumbo Frame, которая полезна при выполнении часто повторяющихся последовательных запросов: чем больше максимальный размер полезной части (payload) IP-пакета, тем на меньшее число частей придётся дробить блок данных, передаваемый по сети между компьютером и NAS. Отсюда можно извлечь определённое преимущество, если Jumbo Frame корректно поддерживается сетевой картой компьютера и сетевым оборудованием. Мы включили кадры размером 9 Кб как наибольшие из поддерживаемых контроллером NAS.

Для получения максимально высоких результатов мы подключали NAS к тестовому компьютеру напрямую через кросс-кабель. Материнская плата Gigabyte EP43-S3L оснащается контроллером Realtek RTL8111C, наиболее распространённым гигабитным чипом с интерфейсом PCI Express из всех, что устанавливаются на современных платах.

Итак, сначала об измерении скорости последовательного доступа блоками варьируемого размера - такая модель доступа характерна для копирования крупных файлов и трансляции мультимедиа-контента по сети. Операция чтения по теории должна выполняться быстрее всего на массивах RAID 0 и 10, а на RAID 5 ввиду распределения данных по трём, а не четырём винчестерам (на четвёртом будут контрольные суммы), эта операция будет проводиться не так эффективно. По нашим данным, лучше всего обстоит дело с RAID 10, а RAID 1 и 5 обслуживаются примерно одинаково. Полученные значения (24-25 Мб/с при запросе 64 Кб и 30 Мб/с при 1 Мб) примерно соответствуют возможностям гигабитного сетевого соединения и более чем вдвое ниже того, на что способны жёсткие диски сами по себе, даже без RAID.

Операция записи на массиве RAID 5 будет выполняться в общем случае медленнее. Связано это с тем, что при изменении хотя бы одного из трёх блоков, защищённых контрольной суммой, требуется, во-первых, прочитать данные с двух других и, во-вторых, вычислить новые контрольные суммы для записи их обратно. Конечно, если контроллер RAID достаточно "умный", он может вычислить последовательный характер запросов на запись и эффективно держать в памяти все необходимые данные, чтобы не обращаться к ним лишний раз. Но у Promise NS4300N аппаратных возможностей недостаточно для эффективной работы с RAID 5 на четырёх дисках - падение скорости записи достигает 45%. Кроме того, увеличение объёма запроса выше 64 Кб не даёт никакого прироста скорости, что объясняется наличием узкого места, аппаратного или, что вероятнее, программного, где-то внутри самого NAS. В итоге скорость записи оказывается в полтора-два раза ниже скорости чтения.

Теперь оценим скорость выполнения случайных запросов. Согласно полученным данным, массивы RAID 0 и 5 обеспечивают наилучшее быстродействие при случайном характере запросов на чтение, а RAID 10 отстаёт, особенно при запросах малого объёма. Это полностью закономерно, ведь в RAID 0 данные распределены по 4 дискам, в RAID 5 - по трём, а в RAID 10 - только по двум. Впрочем, если размер запроса велик, то доступ получается уже отчасти последовательным (затронуто сразу несколько сотен секторов подряд), и RAID 10 опять впереди.

Запросы на запись эффективно выполняются в массиве RAID 0. RAID 5 начинает сильно уступать, так как требует выполнения сразу нескольких операций чтения и записи. RAID 10 по быстродействию находится между ними, так как случайный характер запросов не позволяет контроллеру оптимизировать его работу так же эффективно, как при последовательных запросах.

Выводы

NAS-устройство компании Promise, рассмотренное в обзоре, относится к классу SOHO, причём к его верхнему ценовому диапазону. Поддерживая 4 винчестера и массивы RAID 5 и 10, оно вполне способно поработать в роли надёжного и скоростного сетевого устройства хранения файлов, которое благодаря своей компактности и простоте настройки и обслуживания намного удобнее в использовании, нежели традиционный файл-сервер. Наши тесты показали, что при работе в составе гигабитной сети с поддержкой jumbo frame SmartStor NS4300N способен обеспечить скорость чтения до 30 Мб/с, что немало для его ценового класса. Исходя из тестов, мы можем порекомендовать использование массива RAID 10 как обеспечивающего наибольшее быстродействие и отказоустойчивость (два винчестера из четырёх).

Из явных недоработок следует отметить найденное узкое место в реализации RAID, из-за которого скорость записи даже в идеальных условиях не превышает 20 Мб/с. Впрочем, в процессе доработки программного обеспечения данный недостаток может быть исправлен, благо, прошивки на сайте Promise обновляются с завидной регулярностью.

Макс КУРМАЗ,
max@gigamark.com
Проект www.GIGAMARK.com

Благодарим компанию СЗАО "АСБИС" за предоставленный NAS Promise