QNAP TS-459 Turbo NAS ? surpreendente versatilidade ? parte 2

Semana passada apresentei este super NAS versátil, suas principais características ? parte 1. Fiquei devendo mais detalhes. Retomando a linha de pensamento do texto anterior, a extensão dos testes foi muito grande uma vez que há 7 formas diferentes para configurar o “port trunking” (uso das placas de rede em paralelo) e mais 6 formas de montar o volumes com os discos (RAID 0, RAID 1, etc.). Havia também a possibilidade formatar o volume em EXT3 ou EXT4, mas isso eu não fiz. Usei o padrão EXT4 e por isso fiz “apenas” 42 testes.

TESTES PRELIMINARES

Aqui apareceu o primeiro grande desafio. Como testar de maneira consistente e absolutamente igual cada uma dessas situações?? Achei boa prática me certificar de que estava de fato usando o QNAP-459 em sua plenitude. Inicialmente submeti o dispositivo a uma carga de trabalho pesada, uma cópia de arquivo de 10 Gbytes. Analisando o RESOURCE MONITOR em sua tela de gerenciamento constatei o uso dos “4 processadores” (na verdade 2 processadores com Hyper Threading ? Atom Dual Core), vide imagem abaixo.

Pude perceber que apesar da cópia ter sido volumosa (e rápida ? mais detalhes adiante), o uso do processador foi ínfimo. Isso mostra que o 459 tem capacidade de suportar um bom volume de conexões simultâneas. Isso mostrou antecipadamente este grande talento deste QNAP.

Também precisava ter certeza de que as interfaces de rede estavam sendo usadas apropriadamente. Usando o mesmo RESOURCE MONITOR (monitor de recursos) consegui acompanhar o uso das interfaces de rede em duas diferentes situações: Balance-RR (balanceamento de carga ? agregação de banda) e Active Backup-Failover (operação de uma só placa com o uso da outra em caso de falha). Os gráficos abaixo mostram isso com uma riqueza de detalhes interessante. As linhas vermelhas indicam gravações e as linhas azuis indicam leituras.

Fica claro que no primeiro caso as duas placas de rede foram usadas, com distribuição de cargas inerentes ao algoritmo usado (no caso Balance-RR). No segundo caso a segunda placa de rede permaneceu “morta”, pois esta só entraria em uso no caso de falha da placa, do cabo ou da porta do switch.

Algo também deve ser discutido. Porque aparentemente usando apenas uma placa se obteve uma taxa de transferência melhor (320 Mbps contra 2 x 186 Mbps)?? Fácil porém importante de se explicar. O acesso estava sendo feito a apenas UM PC o qual tinha apenas UMA interface de rede. Assim não houve ganho sensível de taxa de transferência que ocorreria APENAS se este PC também tivesse interface DUAL. Mas há outra situação na qual haveria ganho bastante considerável : ACESSOS SIMULTÂNEOS. Claro, tendo que atender 2, 3, ou mais PCs na rede a existência de duas placas de rede traria benefícios bastante consideráveis. Infelizmente pelo tempo que tive, não pude submeter este dispositivo a estresse de múltiplas estações, mas ficou claro mais uma vez que o forte do QNAP-459 é atender múltiplas solicitações, classificando-o como um real NAS profissional e não apenas um NAS doméstico.

Eu tenho um QNAP TS-209 Pro II, de ano e meio atrás. Apenas como referência, ao efetuar uma cópia de arquivo grande leva o seu único processador a quase 100% ocupação, bem diferente do 459.

E O DESEMPENHO NAS DIFERENTES SITUAÇÕES ??

Mas o maior desafio ainda estava por vir. Precisava medir o desempenho em todas aquelas situações propostas, as 42 que citei. Embora me agrade o velho método de copiar arquivo (lendo ou gravando) com um bom cronômetro na mão, percebi que não daria certo este método. Resolvi estudar outras alternativas mais “científicas” e mais automatizadas.

Depois de muita pesquisa descobri um software gratuito chamado IOZONE (mais informações aqui) que pareceu a solução dos meus problemas. Após um bom tempo (cerca de 30 minutos) colhendo dados o IOZONE gera uma tabela (planilha) com múltiplas informações que podem ser resumidas em apenas um gráfico.

Notem que a tabela acima não tem dados em todos os cruzamentos. Isso se deve ao uso de uma opção simplificadora do teste (os pontos vazios tendem a ter valores parecidos com os adjacentes).Quando vi i gráfico pela primeira vez fiquei um pouco perdido, mas é riquíssimo para entender o comportamento do dispositivo. Veja o gráfico abaixo (apenas um exemplo) para que eu possa me fazer entender.

Somente depois que fiz TODOS os testes que percebi que usar as duas interfaces de rede agregadas não faria sentido a não ser que tivesse sempre também duas placas de rede agregadas no PC usado para o teste. Por isso posso concluir qual dos métodos é mais eficaz no modo de uso experimentado:

Explicando o gráfico. No eixo “X” (horizontal) temos o tamanho do arquivo usado no teste, variando desde 4 Kbytes até 256 Kbytes (no teste do QNAP-459 testei até arquivos de 2 Gbytes). No eixo “Z” (profundidade) temos o tamanho do bloco de leitura, no gráfico variando entre 4 Kbytes até 16 Mbytes. E no eixo “Y” (vertical) temos a taxa de transferência efetiva.

Se para você pareceu estranho obter uma superfície com este formato, que parece um “lençol” não esticado, veja que ele evidencia tipos de acesso para os quais se obtêm resultados melhores em função do tamanho de bloco e do tamanho do arquivo. Também pela variações repentinas que observamos podemos saber onde os “caches”, tanto de CPU como de disco do próprio sistema operacional deixam de ter atuação e estamos de fato medindo a taxa de transferência “real” do dispositivo. Por isso que nos testes que eu fiz eu parametrizei o IOZONE para testar arquivos com até 2 Gbytes, para esgotar caches existentes no Windows 7 64 bits usado nas medições. Curioso é que analisando o gráfico se alguém me perguntar qual a taxa de transferência do disco a resposta seria um solene DEPENDE!! Mas como isso não é reposta que se dê para leitores tão interessados, vou ter que assumir padrões para poder comparar os resultados e estes que serão explicados e mostrados a seguir.

E o IOZONE é bastante rigoroso. Ele faz 4 medidas em cada situação : LEITURA, RELEITURA, GRAVAÇÃO e REGRAVAÇÃO.

RESULTADOS SELECIONADOS

Não faz sentido eu apresentar os 84 gráficos para vocês, 42 variações do teste em função do tipo de configuração de rede e do tipo de volume, nas situações de LEITURA e GRAVAÇÃO. Por isso vou mostrar a compilação (tabelas) dos dados para a situação LEITURA e GRAVAÇÃO usando blocos de leitura de 128 KB e arquivo (massa de testes) de 1 GB que resumem as informações sobre as quais irei tecer meus comentários e conclusões.

Estas tabelas resumem apenas uma pequena fração dos dados coletados e ao mesmo tempo sugerem inúmeras discussões. A impressão que tenho é que poderia estender este teste por meses e ainda assim minha sede por saber mais sobre este incrível QNAP não teria sido saciada.

• Podemos analisar estas tabelas pelas duas variáveis: TIPO DE VOLUME (RAID 0, RAID 1, etc.) ou pelo tipo de PORT TRUNKING (agregação de banda das duas placas de rede)

• Há grandes variações em cada um destas variáveis.

• O modo ACTIVE BACKUP FAILOVER, que usa apenas uma placa de rede com a segunda placa como backup foi a forma mais rápida em boa parte dos testes. Isso se deve ao fato de meu PC de testes não ter duas placas de rede, assim não consegui aferir o benefício pleno desta situação. Mas outras formas de PORT TRUNKING apresentaram vantagem em situações isoladas. Isso para mim comprova o grande potencial de uso desta técnica de agregação de banda.

• Em linhas gerais o desempenho foi o esperado em relação ao TIPO DE VOLUME, sendo RAID 0 mais rápido para LEITURAS, seguido por RAID 5, RAID 6, JBOD, SINGLE VOLUME e RAID 1.

• Há algumas variações inesperadas no desempenho em certas situações. Como fiquei por semanas coletando dados e só agora compilando os resultados, estimo que alguns testes podem ter sido “contaminados”. É possível que alguma atividade paralela do próprio Windows como uma atualização do sistema, ou atualização do antivírus, podem ter influenciado em alguns testes. Veja por exemplo o teste de LEITURA em RAID 1 usando BALANCE XOR ou BROADCAST. A variação de desempenho foi muito grande.

• Além dos dados obtidos pelo IOZONE eu fiz alguns testes mais informais, do tipo “copia arquivo e cronometra o tempo da operação”. Nestes testes obtive quase sempre valores um pouco mais baixos que os obtidos pelo referido software, que me causou alguma estranheza. Mas como as variações não foram dramáticas fiquei mais sossegado.
• Após todos estes testes eu concluo que PARA O MEU PERFIL DE USO eu adotaria no QNAP-459 o volume criado em RAID 5 e com PORT TRUNKING do tipo BALANCE ALB pois oferece um bom equilíbrio entre velocidade de LEITURA e velocidade de GRAVAÇÃO e segurança (caso um dos discos apresentasse falha).

• Durante todos os testes o nível de ocupação de CPU do QNAP-459 foi muito baixo, que indica sua grande capacidade de lidar com muito mais tráfego simultâneo, um verdadeiro pequeno e valente servidor de arquivos.

• Por conta dos 4 HDs de 2 TB o consumo de energia foi medido (com meu KILL-A-WATT) 42 Watts em plena operação e 24 Watts em “stand-by”, modo este que após alguns minutos de inatividade é iniciado. Isto está um pouco acima dos dados de fábrica, mas convém lembrar que tinha 4 HDs no dispositivo.

• Realizei um teste mais simples e “informal” com VIRTUALIZAÇÃO. Usei Hyper-V e VMware. Em ambos os casos com o HD virtual residindo no QNAP-459. Medi apenas o tempo de boot do sistema operacional virtual (Windows 2003 Server Standard). Obtive em ambos os casos tempo de boot entre 5% e 8% maiores quando comparado com o HD virtual no próprio HOST onde ficava o Hypervisor. Achei muito bom e há potencial de melhoria com mais de uma placa de rede no HOST.

• Os resultados do teste com outros tamanhos de arquivos e com outros tamanhos de bloco variaram bastante, aproximadamente como mostrou o gráfico exemplo do IOZONE (exibido acima).

CONCLUSÕES

Analisando este mercado de STORAGES de baixo para cima o QNAP-459 é um passo GIGANTE para frente. Eu que já teste diversos NAS de 1 ou 2 HDs, posso dizer que este modelo traz grandes vantagens para o consumidor. O preço EUA deste produto é cerca de US$ 880, preço obtido na AMAZON.COM. Por favor, não venham comparar este dispositivo com “meu PC velho com um bom Linux que faz a mesma coisa”. Não faz, definitivamente não faz. E é uma questão de opção. O PC velho com Linux cumpre bem o seu papel, aquém das possibilidades e capacidades do QNAP-459. Da mesma forma que um QNAP-459 não pode ser comparado com um STORAGE EMC de US$ 25.000 (ou mais). São características distintas, segmentos distintos, possibilidades distintas.

O fato é que o 459 pode ser levado ao máximo no dia que pudermos tê-lo preenchido com SSDs (já imaginaram?) e quando as estações de trabalho da rede, aquelas que demandam grande capacidade de transferência de dados também tiverem duas placas de rede. Assim poderão sorver o máximo de MB/s deste NAS. Mas com 4 HDs de 2 TB 7200 rpm da SEAGATE ele não fez feio não, muito pelo contrário como mostraram os testes.

Um ponto negativo é o fato de como há uma diversidade muito grande de configurações possíveis, que tentei explorá-las no meu teste. Assim um usuário que desejasse tirar o MÁXIMO deste dispositivo deveria fazer uma bateria de testes parecida com a que eu fiz para se garantir que estaria usando o 459 da melhor forma. Embora para um uso geral, como servidor de arquivos, servidor de impressora, servidor Web, etc. praticamente qualquer das configurações seria válida. Já para uso sensível como virtualização seria muito útil fazer esta bateria de testes, que infelizmente pelo volume de testes e pelo tempo necessário não foi objeto de meu estudo (desta vez). Também destaco que o 459 poderia ter suporte a RAID 10 (ou RAID 1 +0) que faz de 4 HDs apenas 2, sendo um RAID 0 (stripping) com espelhamento. Esta forma é muito usada pela velocidade e segurança (embora só permita obter metade da capacidade dos HD utilizados). Quem sabe em uma próxima atualização de firmware… Aliás, isto é bem interessante, há uma função parecida com um “Windows Update” para isso, muito simples, muito fácil atualizar o firmware.

É com certa melancolia que irei empacotar o Turbo NAS QNAP TS-459 Pro para devolvê-lo em alguns minutos (após publicar esta coluna). Por suas características ele teria lugar cativo em meu escritório como meu servidor de arquivos, servidor de impressão, estação de download e como “berço” de execução de minhas máquinas virtuais. Tanto meu servidor de produção (Exchange, SQL Server e Servidor Web) como as outras VMs que uso para testes com tanta frequência. Quem quiser ver outras informações pode visitar sua página no site da QNAP : http://www.qnap.com/Products.asp na qual estão também a mostra outros modelos de 1, 2, 4, 5 ou 8 baias para HDs, inclusive os modelos para RACK.

PS : a partir de sábado ficarei 15 dias de férias e por isso terei dificuldade para participar com afinco das discussões que surgirão sobre esta coluna. Mas farei o meu máximo para poder recuperar o atraso na minha volta ou visitas ocasionais neste período!!

PS2: esta é minha coluna de número 280 no FORUMPCs!!! Rumo às 300!!!!! Caramba, quem imaginaria que eu chegaria neste número ainda com assuntos interessantes!! Que desafio!!