Обзор Synology RS4021xs+. Недорогой NAS, в котором есть всё!

В линейке корпоративных СХД Synology серия RS40xx - это основная рабочая лошадка, на базе которой можно решать большинство задач в компаниях малого и среднего бизнеса. Эта модель имеет наиболее универсальный форм-фактор с 16 отсеками для HDD, возможностью установки NVMe и SATA SSD кэша, два 10-гигабитных сетевых порта и современный 8-ядерный процессор Intel Xeon D-1541 с высокой энергоэффективностью.

Как правило, заказчики выбирают подобные устройства для систем, связанных с большими объёмами данных: для хранения архивов, систем видеонаблюдения, резервного копирования или общих нужд файлообмена. Подобные задачи NAS-ы Synology выполняют самостоятельно средствами встроенного программного обеспечения, так что заказчик, приобретающий Synology RS40xx, уже понимает, какие сервисы он будет консолидировать на NAS с помощью программных пакетов Synology, а какие (например под Windows) сможет запустить в виртуальной машине Synology Virtual Machine Manager или в виде контейнеров в Docker. Пожалуй, сегодня правильнее относить устройства Synology RS к программно-аппаратным комплексам, выполняющим широкий спектр задач, но так же справедливо называть их по-старинке NAS-ами, серверами или СХД. Сегодня у нас на тестировании представлена RS4021XS+, модель 2021 года с отказоустойчивым блоком питания.

Конструкция

Поскольку рассматриваемая модель RS4021XS+ относится к основному классу устройств для бизнеса, компания Synology с конструкцией устройств не экспериментировала. Здесь нет ни каких-то смелых технических решений, ни спорных моментов, а весь фокус внимания смещён на понятность и энергоэффективность. С фронтальной части на корпусе формата 3U размещены 16 отсеков формата 3.5 дюйма. Поддерживается установка жёстких дисков и SSD с интерфейсом SATA.

В случае если вы планируете использовать SSD-кэш в устройстве, то чтобы не занимать 3.5-дюймовый отсек, можете установить плату Synology M2D20, адаптер для двух NVMe SSD. Это решение хорошо всем, кроме того, что оно не поддерживает горячую замену для накопителей типа M.2, поэтому если безостановочность бизнеса является приоритетом, лучше использовать SATA SSD.

Для охлаждения компонентов в центральной части корпуса располагаются три 80-мм вентилятора с горячей заменой, доступ к которым возможен без разбора корпуса всего сервера. Вообще, благодаря использованию SoC-процессора из серии Xeon-D, собственное энергопотребление Synology RS4021XS+ очень низкое, и устройство можно устанавливать в серверных стойках без особых требований к кондиционированию или шумоизоляции.

В заводской конфигурации в Synology RS4021XS+ установлен 1 модуль DDR4 ECC Registered DIMM объёмом 16 Гб. При использовании виртуализации вам может потребоваться дополнительный объём памяти - всего система поддерживает до 64 Гб (4 модуля по 16 Гб) ОЗУ.

По интерфейсам подключения ситуация следующая: RS4021xs+ в базовой конфигурации имеет только «медные» порты для витой пары: 4 штуки со скоростью 1 Гбит/с и 2 со скоростью 10 Гбит/с. В арсенале компании Synology есть фирменные платы расширения с различными интерфейсами:

• Комбинированная плата 10GBase-T + 2 NVMe M.2 слота
• Сетевые адаптеры со слотами SFP+ с поддержкой 10 и 25 Гбит/с
• Мультигигабитные сетевые адаптеры 2.5/5/10 Гбит/с, которые обычно применяются в сетях развёртывания Wi-Fi 6 и IoT

Для расширения ёмкости устройства допускается подключение до двух дисковых полок RX1217/RX1217RP через интерфейс Infiniband. Каждая из полок может подключаться одним портом, без дублирования для отказоустойчивости шины. Суммарно к одному головному устройству Synology RS4021xs+ с учётом дисковых полок, можно подключить до 40 SATA накопителей.

К нам на тестирование устройство пришло в комплектации с жёсткими дисками Synology HAT5300. Ранее мы неоднократно подчёркивали, что NAS-ы Synology не имеют так называемой защиты Vendor Lock для комплектующих, и совместимы с широким спектром десктопных и серверных жёстких дисков, но времена меняются, и современные HDD стали значительно сложнее, чем модели 5-ти или 10-летней давности. Нет, Synology не потеряла преимущества широкой совместимости, но и стала предлагать винчестеры под своим брендом. Само собой разумеется, что в списке совместимости эти HDD на первых строчках, но это не единственный их плюс.

• Во-первых, Synology использует Enterprise-grade продукцию для поставки под своим именем: для компании диски делает Toshiba, считающаяся очень надёжным поставщиком.
• Во-вторых, прошивка винчестеров обновляется вместе с DSM, и этим моментом нельзя пренебрегать. Например, в брендовых СХД под 2.5-дюймовые SAS HDD за период службы в 3-5 лет, для дисков могли выпускаться 3-4 обновления прошивки, причём с пометкой для срочной установки. Обновить 20-40 дисков в одной СХД без поддержки этой функции со стороны самой СХД - ой какая трудоёмкая задача, и в этом плане Synology молодцы.
• В-третьих, на свои жёсткие диски компания предоставляет 5-летнюю гарантию, и это, стоит признаться, наиболее заметное из всех преимуществ.

Что же касается производительности, то да, сегодня существуют определённые технологии для повышения скорости в многопоточных задачах, свойственных СХД. Обычно это достигается за счёт алгоритмов кеширования чтения, но в некоторых случаях могут дополнительно использоваться датчики вибрации, корректирующие положения головок дисков в RAID-массивах. Какие именно технологии использовала Synology для достижения преимуществ перед конкурентами, не уточняется, однако заявление, что «наши диски работают на 23% быстрее в тех же условиях» - хороший аргумент даже в случае если у вас используется SSD кэш.

С технической стороны это совершенно обычные HDD на 7200 оборотов в минуту с объёмом кэша 256 Мб у 8 и 12 Тб модели или 512 Мб у 16 Тб модели. Даже размер сектора по умолчанию - 512 байт.

Программное обеспечение

На момент подготовки обзора, для RS4021xs+ была доступна только DSM версии 6.2, хотя для многих моделей Synology уже вышла 7-я версия с очень существенными изменениями. Мы в нашем тестлабе протестировали DSM 6.2, что называется, вдоль и поперёк и предлагаем вам подробно ознакомиться с интересными функциями Synology для бизнеса:

Active backup for Business (см. обзор) - одна из самых полезных, на мой взгляд, функций Synology - возможность делегировать NAS-у управление резервными копиями. NAS сам настраивает окна для резервирования, сам производит дедупликацию копий для экономии места, сам бэкапит виртуальные машины, рабочие компьютеры и серверы на базе Linux/Windows, а так же любую сетевую папку по протоколу SSH. В случае аварии, физические и виртуальные машины можно восстановить как в исходное место на сервере, так и в хранилище, оперативно создаваемое на NAS-е, или даже в собственную систему виртуализации на нём. Наш рекорд по скорости восстановления VM = 11 секунд!

Что же касается встроенных средств виртуализации, то Synology позволяет строить отказоустойчивые кластеры (см обзор), в которых нет падения скорости дисковой системы, как в программно-определяемых хранилищах. Весь процесс очень удобен и интуитивно понятен.

Но помимо виртуальных машин, Synology RS4021xs+ может резервировать и данные, хранящиеся в облачных сервисах Google и Microsoft, используя пакеты Active Backup for G Suite и Active Backup for Office 365 (см. обзор). Типичная проблема пользователей, когда из облако что-то исчезло, либо пропал доступ к сервису из-за правительственных ограничений, с этими решениями не страшна - копии документов хранятся локально.

К сожалению, пакеты серии Active Backup не поддерживают сохранение данных в облако, поэтому резервирование по методу 1-2-3 сегодня у Synology доступно только для локальных ресурсов посредством утилиты Hyper Backup. Компания Synology активно продвигает собственный облачный сервис C2, через который планируется предоставлять расширенные функции для клиентов. На сегодняшний день в рамках Synology C2 запущены хранилища паролей (C2 Password) и данных (C2 Storage). К одному аккаунту можно подключить несколько NAS-ов для более эффективного использования пространства.

Защиту рабочих папок проще всего контролировать через систему снэпшотов, благо для файловой системы BTRFS это нативная функция. Для экономии пространства и повышения надёжности, снэпшоты можно реплицировать на сторонний NAS через приложение Snapshot Repication.

В любой момент времени можно оценить затраты свободного места на хранение снэпшотов, и в случае необходимости удалить старые версии. И всё же не стоит забывать, что снэпшоты, пусть и хранящиеся на другом сервере, не заменяют собой полноценные бэкапы.

Поддержка файловых протоколов

Предполагается, что один NAS Synology может закрыть собой все потребности в файлообменных протоколах: поддерживаются SmB версий 1-3 для создания общих ресурсов в сети, NFS для подключения, например хранилища VMware или OpenStack, AFP для старых компьютеров Apple и iSCSI для универсального блочного доступа.

Для томов типа Thin поддерживается функция снэпшотов с репликацией на стороннее устройство и настраиваемой политикой хранения, где например можно указать хранение 256 снимков с цикличным удалением старых.

SSD кэширование

SSD-кэш может работать в двух режимах: только чтение и чтение/запись. В первом случае вам достаточно и 1 твердотельного накопителя, а во втором случае - потребуется как минимум пара для объединения в «зеркало». Кэширующие SSD можно объединить и в более сложные массивы, в том числе RAID 5, главное чтобы для кэширования записи обеспечивалась отказоустойчивость.

В текущей версии DiskStation Manager содержимое SSD кэша чтения не сохраняется после перезагрузки NAS-а, то есть, после перезагрузки вас ждёт некий период прогрева, хотя DSM начинает сохранять данные на SSD буквально с первых минут после запуска. Что же касается кэширования чтения/записи, то здесь поведение совершенно предсказуемо: содержимое кэша сохраняется и после перезагрузки.

Проведём тестирование скорости заполнения SSD кэша, для чего сначала будем использовать 1 SSD в режиме кэша чтения, а затем 2 SSD в режиме кэша чтения/записи, объединив их в зеркальный RAID 1.

Мы видим, что SSD значительно ускоряет производительность дисковой системы, и зеркальный массив дополнительно увеличивает производительность за счёт чтения с двух накопителей одновременно. Но помимо того, что кэш SSD работает быстрее, он ещё и заполняется быстрее, что хорошо видно на следующей логарифмической диаграмме.

Получается, что SSD выходят на максимальную скорость уже через 3-4 минуты, а кроме того, SSD-кэш активнее освобождает данные и перестраивается между нагрузками, и чтобы показать это, используем паттерны с одновременным чтением и записью. Мы будем использовать 2 размера области теста: 16 ГБ, сопоставимую с объёмом ОЗУ и 96 ГБ, в три раза больше, чем есть памяти в NAS-е.

Там где добавляется запись, уже нужно грамотнее подходить к выбору самих SSD, учитывая, что скорее всего они будут постоянно заполнены данными, и их скорость будет отличаться от максимальной. Увеличим тестовую область в 6 раз:

Кстати, Synology DSM постоянно отслеживает здоровье SSD-шек и предупредит, когда накопитель лучше заменить. Изменим паттерн на SQL, и посмотрим на поведение массива.

Интересно, что в SQL-нагрузке при заполнении кэша снижается амплитуда колебаний производительности. Давайте сравним средние значения в разных паттернах.

Тесты показывают, что SSD-кэширование способно значительно повысить производительность в реальных, рабочих нагрузках.

Выводы

Synology RS4021xs+ - это NAS в том виде, в котором он должен быть сегодня-завтра. Даже в базовой конфигурации его мощности достаточно для запуска таких рядовых задач, как станция резервного копирования или почтовый сервер. Если планируется запуск виртуальных машин или контейнеров Docker, не лишне будет увеличить объём ОЗУ сразу до 64 Гб, благо цены на память сегодня очень демократичные. Если каждый 3.5-дюймовый отсек нужен для HDD - можно установить SSD на плату расширения, оставив ещё один слот для высокоскоростных интерфейсов.

Принципиально RS4021xs+ - это понятная и предсказуемая модель, которую можно выбирать с прицелом на будущий релиз DSM 7, о возможностях которого мы рассказывали ранее (ссылка на обзор).

Михаил Дегтярёв (aka LIKE OFF)
06/09.2021