Recenzja serwera NAS Synology DiskStation DS1517+

by Lyle Smith on 31 Maj 2017

Synology DiskStation DS1517+ to 5-kieszeniowy serwer NAS przeznaczony do szyfrowania i intensywnych zadań. Wyposażony w czterordzeniowy procesor 2.4 GHz ze sprzętowym mechanizmem szyfrowania AES-NI, DS1517+ oferuje cztery porty LAN 1 GbE i do 16 GB pamięci RAM DDR3 (dwukanałowej). Synology podaje również prędkości odpowiednio 1,165 MB/s i 527.99 MB/s dla odczytu i zapisu sekwencyjnego. Pamięć można rozszerzyć z 50 TB do maksymalnie 150 TB za pomocą 15 dysków za pośrednictwem dwóch jednostek rozszerzających DX517.

Serwer DS1517+ można wyposażyć w dodatkowe podzespoły, zwiększające funkcjonalność i wydajność za pośrednictwem gniazda rozszerzeń PCI Express, do którego dostęp znajduje się z tyłu panelu. Należą do nich m.in. karta sieciowa 10 GbE, która przyspiesza działanie sieci. Użytkownicy mogą również zainstalować podwójną kartę rozszerzeń M.2 SSD (np. M2D17), co znacznie zwiększa ogólną wydajność systemu. Karta Synology obsługuje formaty 2280/2260/2242, a także szereg różnych dysków SSD SATA M.2, dzięki czemu nie trzeba kupować dysków konkretnych marek.

W konfiguracji RAID5 pojedynczy serwer DS1517+ obsługuje do 40 TB całkowitej pamięci masowej przy wykorzystaniu adaptera M.2 i pięciu dysków twardych 10 TB. W przeciwnym razie serwer DS1517+ może zarezerwować dwie zatoki na dyski SSD z buforowaniem odczytu i zapisu, a pozostałe trzy zatoki służą do podstawowego przechowywania danych za pośrednictwem dysków twardych.

Synology DiskStation DS1517+, objęty 3-letnią gwarancją, kosztuje około 745 dolarów w przypadku tańszej wersji (2 GB pamięci RAM i bez dysków twardych).

Dane techniczne Synology DiskStation DS1517+

CPU
- Model procesora: Intel Atom C2538
- Architektura procesora: 64-bitowa
- Częstotliwość procesora: czterordzeniowy 2.4 GHz
Silnik szyfrowania sprzętowego (AES-NI)
Pamięć
- Pamięć systemowa: 2 / 8 GB DDR3
- Moduł pamięci wstępnie zainstalowany: 2 GB (1 x 2 GB) / 8 GB (2 x 4 GB)
- Łączna liczba gniazd pamięci: 2
- Możliwość rozszerzenia pamięci do: 16 GB (8 GB x 2)
Dyski
- Zatoki dyskowe: 5
- Maksymalna liczba zatok dyskowych z jednostką rozszerzającą: 15
- Kompatybilny typ napędu:
  - Dysk twardy SATA III/SATA II 3.5″
  - Dysk twardy SATA III/SATA II 2.5″
  - 2.5-calowy dysk SSD SATA III / SATA II
- Maksymalna wewnętrzna pojemność surowa: 50 TB (dysk twardy 10 TB x 5) (pojemność może się różnić w zależności od typu RAID)
- Maksymalna pojemność surowa z jednostkami rozszerzającymi: 150 TB (dysk twardy 10 TB x 15) (pojemność może się różnić w zależności od typu RAID)
- Maksymalny rozmiar pojedynczego woluminu: 108 TB
- Dyski z możliwością wymiany na gorąco
Porty zewnętrzne
- Port LAN RJ-45 1GbE: 4 (z obsługą agregacji łączy/przełączania awaryjnego)
- Port USB 3.0: 4
- Port eSATA: 2
Rozszerzenie PCIe:
- 1 gniazdo Gen2 x8 (łącze x4)
- Obsługa kart dodatkowych
- M2D17 – Podwójna karta rozszerzeń SSD M.2 do pamięci podręcznej SSD
- Karta sieciowa PCIe
System plików:
- Napędy wewnętrzne:
  - Btrfs
  - ZEW4
- Dyski zewnętrzne:
  - Btrfs
  - ZEW4
  - ZEW3
  - GRUBY
  - NTFS
  - HFS +
  - exFAT
Wygląd:
- Wymiary (wysokość x szerokość x głębokość): 166 mm x 250 mm x 243 mm
- Waga: 4.46 kg
Wentylator systemowy:
- 80 mm x 80 mm x 2 szt.
- Tryb prędkości wentylatora
- Tryb chłodzenia
- Tryb cichy
- Łatwy w wymianie wentylator systemowy
Obsługa sieci bezprzewodowej (klucz sprzętowy)
Regulowana jasność przednich kierunkowskazów LED
Odzyskiwanie mocy
Poziom hałasu: 26.2 dB(A)
Planowane włączanie/wyłączanie
Wake on LAN/WAN
Zasilacz/adapter: 200 W
Napięcie wejściowe prądu przemiennego: 100 V do 240 V prądu przemiennego
Częstotliwość zasilania: 50/60 Hz, jedna faza
Pobór mocy:
- 42.1 W (Dostęp)
- 23.1 W (hibernacja dysku twardego)
Środowisko Temperatura
- Temperatura pracy: od 5 ° C do 40 ° C (od 40 ° F do 104 ° F)
- Temperatura przechowywania: od -20°C do 60°C (od -5°F do 140°F)
- Wilgotność względna: od 5% do 95% RH
Certyfikacja
FCC klasa B
CE Klasa B
BSMI klasa B
Maksymalna liczba woluminów wewnętrznych: 512
Maksymalna liczba docelowa iSCSI: 32
Maksymalna liczba jednostek LUN iSCSI: 256
Klon/migawka iSCSI LUN, Windows ODX
Obsługiwany typ RAID:
- Synology hybrydowy RAID
- Basic
- JBOD
- RAID 0
- RAID 1
- RAID 5
- RAID 6
- RAID 10
Migracja RAID:
- Podstawowy do RAID 1
- Podstawowy do RAID 5
- RAID 1 do RAID 5
- RAID 5 do RAID 6
Rozszerzanie woluminów za pomocą większych dysków twardych:
- Synology hybrydowy RAID
- RAID 1
- RAID 5
- RAID 6
Rozszerzanie woluminu poprzez dodanie dysku twardego:
- Synology hybrydowy RAID
- RAID 5
- RAID 6
- JBOD
Obsługiwany typ RAID Global Hot Spare:
- Synology hybrydowy RAID
- RAID 1
- RAID 5
- RAID 6
- RAID 10
Obsługa dysków SSD:
- Pamięć podręczna SSD do odczytu/zapisu (dokument techniczny)
- SSD TRIM
Gwarancja: 3 Lata

Projektowanie i budowa

DiskStation DS1517+ to kompaktowy serwer NAS w wysokiej jakości plastikowej obudowie z eleganckim, matowo-czarnym wykończeniem. Wszystkie pięć zatok na dyski, z których każda posiada blokadę i wskaźnik stanu, jest widocznych i łatwo dostępnych. Na przednim panelu otaczającym zatoki znajduje się również wiele przydatnych funkcji. W górnej części znajdują się wskaźniki stanu i alertów, które wyświetlają stan systemu i ostrzeżenia dotyczące odpowiednio wentylatora lub temperatury. Następnie znajdują się diody LED, przycisk zasilania i wskaźnik sieci LAN, który wyświetla stan połączenia sieciowego. W prawym dolnym rogu znajduje się port USB 3.0, do którego użytkownicy mogą podłączać zewnętrzne dyski twarde, drukarki USB lub inne urządzenia USB do DS1517+.

Logo Synology znajduje się po bokach serwera NAS i pełni również funkcję wentylacyjną. Dostęp do pamięci RAM jest możliwy od spodu serwera DS1517+ po odkręceniu czterech śrub na dolnym panelu.

Dwa wentylatory zajmują większość powierzchni tylnego panelu; jeśli jeden z nich ulegnie awarii, usłyszysz głośny sygnał dźwiękowy. Wokół wentylatorów znajduje się gniazdo rozszerzeń PCI Express (po prawej) i gniazdo zasilania (po lewej). Aby uzyskać dostęp do gniazda PCIe, wystarczy odkręcić śrubę i otworzyć pokrywę. Na dole (od lewej do prawej) znajdują się: gniazdo Kensington Security Slot, pierwszy port eSATA, cztery porty LAN, przycisk resetowania, trzy porty USB 3.0 i drugi port eSATA.

Analiza wydajności aplikacji

Wydajność serwera SQL

Każda maszyna wirtualna SQL Server jest skonfigurowana z dwoma dyskami wirtualnymi: woluminem 100 GB na rozruch i woluminem 500 GB na bazę danych i pliki dziennika. Z perspektywy zasobów systemowych, skonfigurowaliśmy każdą maszynę wirtualną z 16 procesorami wirtualnymi, 64 GB pamięci DRAM i wykorzystaliśmy kontroler LSI Logic SAS SCSI. Podczas gdy nasze obciążenia Sysbench testowane wcześniej obciążały platformę zarówno pod względem operacji wejścia/wyjścia, jak i pojemności pamięci masowej, test SQL sprawdza wydajność pod kątem opóźnień.

W tym teście wykorzystano SQL Server 2014 działający na gościnnych maszynach wirtualnych z systemem Windows Server 2012 R2, testowany przez program Dell Benchmark Factory for Databases. Podczas gdy tradycyjnie testowaliśmy ten test w dużych bazach danych o skali 3,000 w pamięci lokalnej lub współdzielonej, w tej iteracji skupiamy się na uruchomieniu czterech baz danych o skali 1,500 na serwerze NAS przez iSCSI.

Konfiguracja testowania serwera SQL Server (na maszynę wirtualną)

Windows Server 2012 R2
Zajętość pamięci masowej: 600 GB przydzielonych, 500 GB wykorzystanych
SQL Server 2014
- Rozmiar bazy danych: skala 1,500
- Obciążenie wirtualnego klienta: 15 000
- Bufor RAM: 48 GB
Długość testu: 3 godziny
- 2.5 godziny przygotowania wstępnego
- 30-minutowy okres próbny

Sprzęt do generowania obciążenia fabrycznego SQL Server OLTP Benchmark

Klaster SQL zwirtualizowany Dell PowerEdge R730 z 4 węzłami
- Osiem procesorów Intel E5-2690 v3 o taktowaniu 249 GHz w klastrze (dwa na węzeł, 2.6 GHz, 12 rdzeni, pamięć podręczna 30 MB)
- 1 TB pamięci RAM (256 GB na węzeł, 16 GB x 16 DDR4, 128 GB na procesor)
- Rozruch z karty SD (Lexar 16 GB)
- 4 x adapter Mellanox ConnectX-3 InfiniBand (vSwitch dla vMotion i sieci VM)
- 4 x Karta HBA FC Emulex 16 GB z dwoma portami
- 4 x Karta sieciowa dwuportowa Emulex 10GbE
- VMware ESXi vSphere 6.0 / Enterprise Plus 8-CPU

Analizując dane wyjściowe SQL Server, przetestowaliśmy dwie maszyny wirtualne SQL, każdą z obciążeniem 15 000 VU. Dało nam to indywidualne wyniki TPS w zakresie od 3,108.3 do 3,124.2 (RAID10) i od 2,832.2 do 3,044.8 (RAID5). Łączne wyniki wyniosły odpowiednio 6,232.5 TPS dla RAID10 i 5,877.1 dla RAID5.

Następnie przyjrzeliśmy się średnim opóźnieniom, które dla maszyn wirtualnych mieściły się w przedziale od 59 ms do 83 ms (RAID10) i od 184 ms do 555 ms (RAID5), podczas gdy łączna wydajność wyniosła odpowiednio 71 ms i 369.5 ms.

Wydajność Sysbench

Każda maszyna wirtualna Sysbench jest skonfigurowana z trzema dyskami wirtualnymi: jednym do rozruchu (~92 GB), jednym z predefiniowaną bazą danych (~447 GB) i trzecim dla testowanej bazy danych (270 GB). Z perspektywy zasobów systemowych, każdą maszynę wirtualną skonfigurowaliśmy z 16 procesorami wirtualnymi, 60 GB pamięci DRAM i wykorzystaliśmy kontroler LSI Logic SAS SCSI. Systemami generacji obciążenia są serwery Dell R730 ; w tej recenzji używamy czterech.

Klaster MySQL zwirtualizowany Dell PowerEdge R730 z 4–8 węzłami

Osiem procesorów Intel E5-2690 v3 o taktowaniu 249 GHz w klastrze (dwa na węzeł, 2.6 GHz, 12 rdzeni, pamięć podręczna 30 MB)
1 TB pamięci RAM (256 GB na węzeł, 16 GB x 16 DDR4, 128 GB na procesor)
Rozruch z karty SD (Lexar 16 GB)
4 x Karta HBA FC Emulex 16 GB z dwoma portami
4 x Karta sieciowa dwuportowa Emulex 10GbE
VMware ESXi vSphere 6.0 / Enterprise Plus 8-CPU

Konfiguracja testów Sysbench (na maszynę wirtualną)

CentOS 6.3 64-bit
Zajęta przestrzeń dyskowa: 1 TB, wykorzystane 800 GB
Percona XtraDB 5.5.30-rel30.1
- Tabele bazy danych: 100
- Rozmiar bazy danych: 10 000 000
- Wątki bazy danych: 32
- Bufor RAM: 24 GB
Długość testu: 3 godziny
- 2 godziny wstępnego kondycjonowania 32 wątków
- 1 godzina 32 wątki

Podczas testów sysbench sprawdziliśmy serwer DS1517+ skonfigurowany w macierzy RAID10, używając tylko 4 maszyn wirtualnych. W łącznej wydajności transakcyjnej DiskStation DS1517+ uzyskał wynik 1,518. Dla porównania, 12-kieszeniowy serwer Synology RackStation RS3617xs uzyskał 4,024 TPS z 12 dyskami SSD w macierzy RAID10.

Patrząc na średnie opóźnienie, DS1517+ osiągnął średnio 86.27 ms na 4 maszynach wirtualnych.

Podczas testu MySQL na 4 maszynach wirtualnych serwer DS1517+ osiągnął średnie opóźnienie na poziomie 99. percentyla, wynoszące 204.59 ms.

Analiza syntetycznego obciążenia przedsiębiorstwa

Nasz proces testowania dysków twardych klasy enterprise wstępnie przygotowuje każdy dysk do pracy w stanie ustalonym przy takim samym obciążeniu, z jakim urządzenie będzie testowane, przy dużym obciążeniu 16 wątków i kolejce oczekujących na wykonanie 16 wątków na wątek. Następnie dysk jest testowany w ustalonych odstępach czasu, w wielu profilach głębokości wątków/kolejek, aby pokazać wydajność przy lekkim i intensywnym obciążeniu. Ponieważ dyski twarde bardzo szybko osiągają swój nominalny poziom wydajności, przedstawiamy na wykresie tylko główne sekcje każdego testu.

Wstępne kondycjonowanie i podstawowe testy stanu stacjonarnego:

Przepustowość (łączna liczba operacji wejścia/wyjścia na sekundę odczytu i zapisu)
Średnie opóźnienie (średnie opóźnienie odczytu i zapisu)
Maksymalne opóźnienie (maksymalne opóźnienie odczytu lub zapisu)
Odchylenie standardowe opóźnienia (uśrednione odchylenie standardowe odczytu i zapisu)

Nasza analiza obciążenia syntetycznego w przedsiębiorstwie obejmuje cztery profile oparte na rzeczywistych zadaniach. Profile te zostały opracowane, aby ułatwić porównywanie z naszymi poprzednimi testami porównawczymi, a także powszechnie publikowanymi wartościami, takimi jak maks. prędkość odczytu i zapisu 4k oraz 8k 70/30, powszechnie stosowana w dyskach korporacyjnych.

4k
- 100% odczytu lub 100% zapisu
- 100% 4k
8k 70/30
- 70% czytania, 30% pisania
- 100% 8k
128k (sekwencyjnie)
- 100% odczytu lub 100% zapisu
- 100% 128k

W pierwszym z naszych obciążeń korporacyjnych zmierzyliśmy długą próbkę losowej wydajności 4k ze 100% aktywnością zapisu i 100% aktywnością odczytu, aby uzyskać główne wyniki. Najwyższa wydajność DS1517+ z dyskiem SSD Toshiba HK3R2 iSCSI (RAID10) wyniosła odpowiednio 27 459 IOPS i 28 234 IOPS w przypadku odczytu i zapisu. W konfiguracji z dyskiem twardym, dysk Red 8TB uzyskał najlepszą wydajność odczytu, wykorzystując łączność iSCSI na poziomie bloków, z wynikiem 1,187 IOPS, podczas gdy zapis w systemie CIFS osiągnął najlepszy wynik – 1,112 IOPS.

Analizując średnie opóźnienie przy dużym obciążeniu 16 wątków/16 wątków, serwer DS1517+ osiągnął najlepszą wydajność z dyskami SSD HK3R2 skonfigurowanymi w trybie iSCSI (odczyt 9.32 ms i zapis 9.06 ms). Analiza konfiguracji dysków twardych pokazuje, że dysk Red 8 TB w trybie iSCSI ma najlepszą wydajność odczytu (215.62 ms), a CIFS – zapisu (230.05 ms).

Analizując maksymalne opóźnienie, DS1517+ osiągnął 93.7 ms odczytu i 110.0 ms zapisu w konfiguracji z dyskami SSD HK3R2 w RAID5 iSCSI. Najlepszą wydajność odczytu z dysku twardego uzyskano w konfiguracji iSCSI, a CIFS ponownie zanotował najlepszy wynik zapisu.

W ostatniej części naszego testu porównawczego 4K analizujemy spójność opóźnień poprzez odchylenie standardowe. W tym scenariuszu DS1517+ zmierzył 11.25 ms odczytu i 14.65 ms zapisu przy użyciu dysków SSD (RAID10) w trybie iSCSI.

Nasz kolejny test porównawczy mierzy 100% przepustowości sekwencyjnej 8K przy obciążeniu 16T/16Q w 100% operacji odczytu i 100% operacji zapisu. W tym przypadku dysk SSD Toshiba iSCSI (RAID10) okazał się zdecydowanie najwydajniejszą konfiguracją serwera DS1517+, osiągając 24 251 IOPS odczytu i 26 311 IOPS zapisu.

W porównaniu ze stałym obciążeniem 16 wątków i 16 kolejek, jakie zastosowaliśmy w teście zapisu 100% 4k, nasze profile mieszanego obciążenia skalują wydajność w szerokim zakresie kombinacji wątków/kolejek. W tych testach intensywność obciążenia rozciąga się od 2 wątków i 2 kolejek do 16 wątków i 16 kolejek. Jak widać na poniższym wykresie, konfiguracja Synology DS1517+ HK3R2 RAID5 iSCSI charakteryzowała się przepustowością niemal dwukrotnie większą niż kolejna najlepsza konfiguracja, od 7,197 IOPS w serii do 14 957 IOPS w kolejkach terminali. Chociaż RAID10 zazwyczaj przewyższa RAID5, w tym przypadku z nieparzystą liczbą dysków, RAID5 był w stanie zaoferować wyższą wydajność.

Analizując średnie czasy reakcji 8k 70/30, konfiguracje dysków iSCSI w dyskach SSD RAID5 ponownie wykazały najlepszą wydajność, z zakresem od 0.55 ms do zaledwie 17.11 ms dla 16. wątku/kolejki 16. Dyski SSD HK3R2 w RAID10 iSCSI niewiele odstawały, osiągając czasy od 1.25 ms do 28.57 ms.

Nasze wyniki dotyczące maksymalnego opóźnienia były podobne w obu konfiguracjach pamięci masowej – blokowej i plikowej – z wykorzystaniem dysków SSD. Tym razem jednak RAID10 iSCSI uzyskał najlepszą wydajność pod koniec testu, wahającą się od 58.62 ms do 143.46 ms.

Wyniki pokazały podobny obraz w przypadku odchylenia standardowego, które wskazuje, że konfiguracja RAID10 z dyskiem SSD iSCSI ma najlepszą wydajność w zakresie głębokości kolejki terminala (od 1.19 ms do 10.91 ms). Jednak we wczesnych wątkach konfiguracja RAID5 z dyskiem SSD iSCSI miała najlepszą wydajność z zauważalną przewagą.

Ostatnim testem obciążenia syntetycznego w przedsiębiorstwie, który analizujemy, jest nasz test 128 KB, sekwencyjny test dużych bloków, który pokazuje najwyższą sekwencyjną prędkość transferu dla napędu talerzowego. Wszystkie konfiguracje CIFS wykazały bardzo podobną wydajność (w tym konfiguracja dysku twardego Red 8 TB CIFS), wykazując znacznie wyższe prędkości odczytu niż iSCSI.

Wniosek

5-zatokowy serwer Synology DS1517+ to solidna odświeżona wersja 5-zatokowego rozwiązania NAS dla małych i średnich firm, idealnie łącząca wydajność z przystępną ceną. Wyposażony w czterordzeniowy procesor 2.4 GHz, sprzętowy mechanizm szyfrowania AES-NI, cztery porty LAN 1 GbE i do 16 GB pamięci RAM DDR3 (dwukanałowej), ten serwer Synology DiskStation doskonale sprawdza się podczas szyfrowania i intensywnych zastosowań. Pojedynczy serwer DS1517+ ma maksymalną pojemność 50 TB przy użyciu pięciu dysków twardych o pojemności 10 TB i można go rozszerzyć nawet do 150 TB przy użyciu dwóch jednostek rozszerzających DX517.

Jego najbardziej charakterystyczną i unikalną cechą jest jednak gniazdo rozszerzeń PCI Express. Dostęp do niego z tylnego panelu umożliwia użytkownikom dodanie dodatkowych, wydajnych komponentów, takich jak karta sieciowa 10 GbE w celu zwiększenia prędkości sieci lub podwójna karta rozszerzeń M.2 SSD, co znacznie zwiększa ogólną wydajność systemu. W tym ostatnim przypadku karta rozszerzeń M.2 firmy Synology obsługuje formaty 2280/2260/2242, co z kolei umożliwia obsługę wielu różnych dysków SSD M.2 SATA. Instalacja była szybka i łatwa, co czyni ten serwer DiskStation niezwykle wszechstronnym.

Pod względem wydajności, DS1517+ osiągnął najlepsze wyniki (w szczególności w zakresie aktywności odczytu) w konfiguracji iSCSI z dyskami SSD Toshiba HK3R2, co nie było zaskoczeniem. Na przykład, w naszym długim teście losowych testów 4K (ze 100% aktywnością zapisu i odczytu) DS1517+ osiągnął 27 459 IOPS odczytu i 28 234 IOPS zapisu, w porównaniu do 7,536 IOPS odczytu i 16 733 IOPS zapisu w systemie CIFS. Podczas naszych testów przepustowości sekwencyjnej 8K, DS1517+ osiągnął 24 251 IOPS odczytu i 26 311 IOPS zapisu w tej samej konfiguracji iSCSI.

Podobne wnioski płyną z analizy naszych profili obciążeń mieszanych, gdzie konfiguracja Synology DS1517+ HK3R2 iSCSI (RAID5) zdecydowanie przewyższyła wydajność CIFS. Wyniki te były niemal dwukrotnie lepsze od kolejnej najlepszej konfiguracji iSCSI i niemal czterokrotnie wyższe od wydajności łączności CIFS. Jednak podczas naszego testu dużych bloków 128 KB, wszystkie konfiguracje CIFS uzyskały najlepszą wydajność z dużą przewagą (nawet po zainstalowaniu dysków twardych Red 8 TB), co zostało podkreślone znacznie wyższą aktywnością odczytu w porównaniu z iSCSI.

ZALETY