Обзор Synology SA3200D: двухконтроллерный NAS со всеми сервисами, виртуализацией и docker

Ещё не засохли чернила в нашем обзоре двухконтроллерного iSCSI хранилища Synology UC3200, а мы уже тестируем логическое продолжение двухконтроллерной серии СХД от того же производител: полноценный NAS, выполненный по отказоустойчивой схеме Active-Passive с двумя контроллерами, двумя блоками питания и 12 отсеками 3.5-дюймового формата.

Вообще, с серией xx3200 компания Synology поступила странно, и я объясню почему. На протяжении всей своей истории этот производитель нарочно старался добавить как можно больше функций в свои NAS-ы, чтобы конечный потребитель мог избавиться от разных там принт-серверов, видеорегистраторов, отдельных устройств для бэкапа… в общем, спустя годы любой NAS от Synology - это комбайн типа «All-In-One», который в своей неизменной концепции перекочевал из потребительского сектора в бизнес-сегмент.

А вот начиная с двухконтроллерных устройств, у Synology произошёл раскол: компания решила выпустить две модификации фактически одной и той же железки, но с разными прошивками, и получилась UC3200, представляющее собой IP-SAN хранилище, которое умеет быть только iSCSI целью для серверов, и SA3200D, которое умеет всё то же, что и обычный NAS. Зачем так потребовалось делать, неужели ненавистный маркетинг взял верх над инженерной мыслью? Отнюдь нет! Давайте разбираться.

Что заставило Synology применить схему Actitve-Passive

Порой кажется, что двухконтроллерные СХД появились ещё в каменном веке, и основная сложность со времён первой такой машины заключается в разработке механизма синхронизации «голов» устройства. Чем тоньше программная надстройка над железом, тем быстрее могут переключаться контроллеры при поломке или перезагрузке, но вся технологическая база Synology построена на собственной операционной системе DSM, и большой слой софта над железом делает невозможным мгновенное переключение между контроллерами.

Для того, чтобы файловые протоколы NFS и CIFS/SMB работали в режиме Active-Active, вам нужен третий контроллер, выполняющий роль проксирования запросов, поэтому такую схему можно собрать в кластере из 3 и более NAS-ов, но в одном устройстве - извольте, никак. И это - основная причина, почему двухконтроллерных NAS-ов для малого бизнеса нет ни у одного конкурента. Нет, если быть точным, то в природе они, конечно существуют, те самые, которые работают в режиме Active-Active, но их цена на порядок выше чем у Synology SA3200D. Конечно, при таком раскладе Synology решила, что схему Active-Active сделать можно лишь пойдя по пути Микеланджело: взяв свою операционку и отсекая от неё всё лишнее. В итоге для UC3200 остался только iSCSI протокол и интерфейс RAID, дающие схему Active-Active.

Но вообще, с точки зрения небольших СХД, разница между Active-Active и Active-Passive заключается лишь в возможности удвоения IOPS-ов при работе двух контроллеров одновременно, но опять же - сегодня это актуально только для огромных СХД с десятками дисковых полок и SSD массивами. Производительности процессоров Xeon-D 1521, на которых построена серия xx3200, в принципе, хватит для любых операций с HDD, и перегрузить его дисковыми операциями настолько, чтобы не хватало мощности одного контроллера, невозможно.

Некоторые инженеры до сих пор считают, что схема Active-Passive - это когда один контроллер работает, а другой находится в выключенном состоянии, а при поломке загружается с нуля и запускается. Нет, здесь всё то же самое, что и в Active-Active: два контроллера одновременно включены, ОС загружена, но не происходит постоянная синхронизация памяти. Поэтому состояние кэшей и запущенных приложений при сбое теряется на том месте, где была последняя запись на диск, и цель этого обзора - показать, как ваша инфраструктура переживает вылет одного из контроллеров нового NAS-а.

Какие сервисы доступны в SA3200D?

Итак, ещё раз самое главное: все те сервисы, которые сделали компании Synology её имя, доступны на SA3200D и будут работать в отказоустойчивом режиме, я перечислю лишь наиболее важные:

• Система видеонаблюдения для офисов с филиалами (читайте наш обзор)
• Резервное копирование серверов и рабочих компьютеров (читайте наш обзор)
• Резервное копирование сервисов Google G Suite или Office 365 (читайте наш обзор)
• Снэпшоты и репликация
• Встроенная виртуализация (читайте наш обзор)
• Встроенная контейнерная виртуализация Docker
• Почтовый сервер MailPlus (читайте наш обзор)

Я бы эти сервисы разделил на две группы: работающие в постоянном режиме, такие как видеонаблюдение и виртуализация, и работающие в кратковременном режиме, например, резервное копирование, и мне вот очень интересно, как они поведут себя при отключении контроллера, но сначала давайте проведём наш стандартный тест времени переключения между контроллерами.

Прежде всего, посмотрим на время переключения, которое измерим при постоянном доступе по iSCSI, это покажет нам сколько СХД затрачивает времени на перенос основных сервисов на дополнительный контроллер.

Ровно 20 секунд требуется NAS-у, чтобы восстановить работу в штатном режиме, причём заметьте: даже отключение пассивного контроллера вызывает кратковременный сбой в работе сервисов. Это такие же хорошие результаты, как и у Synology UC3200, что неудивительно, ведь аппаратная платформа одна и та же.

Если же виртуалки находятся на NFS-томе, примонтированном к гипервизору VMware ESXi, то задержка в дисковых операциях составляет от 12 до 30 секунд, причём выпадение пассивного контроллера даже больше влияет на время простоя.

Хорошо, мы видим, что по времени простоя схема Active-Passive не отличается от Active-Active: и там и там у Synology превосходные результаты, ну так посмотрим как переносят аварию встроенные сервисы.

Тест: работа встроенных виртуалок

При штатном переключении активного контроллера, DSM сначала выключает все работающие виртуалки, затем выключает активный контроллер, запускает все сервисы на втором и затем уже запускает виртуалки заново. Вообще, думаю что этот процесс можно было бы произвести через режим гибернации, по крайней мере, это сохранило бы состояние виртуалок при штатной замене контроллера, но видимо, это не особо нужно, ведь всё же трудно представить штатную ситуацию, при которой вам нужно поменять ролями активный и пассивный контроллеры.

А вот при нештатной ситуации кластер из одной двухголовой СХД ведёт себя лучше, чем из 3-х одноконтроллерных машин: поскольку при аварии на контроллере дисковое пространство остаётся нетронутым, виртуалка загружается со всеми данными, сохранёнными на диске к моменту аварии.

Тест: работа Docker

Поскольку вся файловая структура при смене контроллеров не меняется, пути к контейнерам Docker так же остаются без изменений, и при аварийной ситуации, ваши приложения запускаются моментально после загрузки DSM.

Скачанные образы так остаются нетронутыми.

Тест: резервное копирование виртуальных машин с помощью Active Backup for Business

Резервирование виртуалок - это один из сценариев использования SA3200D, и поскольку процесс копирования инициируется самим NAS-ом, для меня имеет значение сохранение прогресса резервирования при вылете контроллера. Грубо говоря, если в момент бэкапа 10 виртуалок, происходит авария, как поведёт себя система при восстановлении работы на резервном контроллере?

Здесь есть хорошие новости и плохие, и начну я с первых. Хорошие новости заключаются в том, что процесс бэкапа виртуалок не теряется при вылете контроллера, и если например вы успели при выполнении задания сохранить 5 виртуалок, а на 6-й случилось ЧП, то при загрузке второго контроллера и запуске задачи резервирования, вы начнёте уже с 6-й ВМ, но с самого её начала. Плохие же новости заключаются в том, что прерванный таким ЧП процесс резервирования автоматически не возобновляется, и вам нужно либо запускать его вручную, либо ждать следующего запуска по расписанию.

Тест: обновление прошивки

Надо понимать, что схема Active-Passive, применяемая в Synology SA3200D не подразумевает обновления прошивки голов без остановки сервисов, как это сделано в двухголовых SAN системах даже начального уровня, и вот здесь я хочу ещё раз вернуться к сравнению с UC3200. Обе машины сделаны на базе очень хороших процессоров Intel Xeon D-1521, постоянно требующих обновления патчей безопасности, которые каждый серьёзный разработчик немедленно закрывает. И вот UC3200, которая не умеет ничего кроме iSCSI, в принципе выведена в отдельный программный форк DSM, на который апдейты могут выходить реже, потому что они там не требуются. Ну нет в использовании UC3200 сценария со встроенной виртуализацией, поэтому ограничения на спекулятивное исполнение команд здесь не требуются.

А вот сценарий использования SA3200D уже подразумевает и виртуализацию, и контейнеры, и многопользовательский доступ к сервисам типа почты и чата, поэтому Synology вынуждена держать эту СХД в основном потоке обновления софта, вместе с другими NAS-ами и применять все те же обновления безопасности, что и в других устройствах на базе Intel. И здесь двухголовость не даёт никаких преимуществ в плане снижения времени простоя при обновлении системы.

Возможности расширения

Имеющихся 12-ти отсеков для 3.5 и 2.5-дюймовых HDD, в принципе, будет достаточно для нужд небольшой современной компании. При необходимости, к SA3200D можно подключить две дисковых полки RXD1219SAS, каждая из которых так же имеет по дюжине 3.5-дюймовых отсеков. Итого, суммарная ёмкость двухголового NAS-а может составить 576 Терабайт.

По умолчанию каждый из узлов имеет по 2 обычных 1-гигабитных порта и по одному 10-гигабитному порту 10GBase-T, так что вопрос расширения числа сетевых подключений может стоять особенно остро, если у вас используется оптика (читайте нашу статью о различиях 10GBase-T и SFP+ в 10-гигабитных сетях). Сегодня Synology предлагает в качестве опций расширения три собственные 10-гигабитные сетевые карты: E10G17-F2 (2x SFP+), E10G18-T1 (1x 10GBase-T) и E10G18-T2 (2x 10GBase-T). Так же поддерживаются 25-гигабитные сетевые карты Intel, Marvell и Mellanox. Обратите внимание: Synology не внесла в список совместимости широко распространенные 10-гигабитные сетевые карты Intel X520-DA2 и Intel X550-T2, да и вообще по сравнению с одноконтроллерными моделями 2017-2018 годов, список совместимости add-in интерфейсов сильно похудел, зато по слухам скоро в нём появится FC интерфейс, но не будем торопить события.

Устройство поддерживает только накопители с интерфейсом SAS, и практически все современные жёсткие диски Enterprise-класса, начиная от 400-гигабайтных 2.5-дюймовых и заканчивая 16-терабайтными Seagate Exos X16. Максимальный объём устанавливаемых SSD составляет 3.84 Тб (модель Samsung PM1643 или WD Ultrastar DC SS530).

В целом не хватает, разве что, поддержки NVME накопителей для кеширования чтения/записи, ведь конечно же вы можете использовать обычные SAS SSD в отсеках для HDD и назначить их кеширующими, но жертвовать одним из 12 отсеков не всегда хочется.

Цена вопроса и рекомендации при заказе

Стоимость Synology SA3200D в розницу составляет приблизительно 9 тысяч долларов США, всего на 10% больше цены IP-SAN Synology UC3200, но зато функционал совсем другого уровня: все наработки Synology за её долгую историю доступны в отказоустойчивом варианте.

Хотя у Synology нет нареканий ни на надёжность оборудования, ни на скорость ремонта, а с недавних пор компания начала предоставлять расширенную гарантию с условиями NBD (Next Business Day), никто не хочет остаться без NAS-а на время поиска какой-нибудь внезапно вылетевшей материнской платы. Рассматривайте SA3200D именно как вот такой «холодный» резерв с очень быстрым восстановлением при поломке активного контроллера.

Для задач резервирования серверов и рабочих ПК вашего предприятия, для видеонаблюдения и запуска каких-то легковесных сервисов на NAS-е, SA3200D может стать хорошей альтернативой установке двух 1-контроллерных NAS-ов типа RS3617xs+ в отказоустойчивом режиме. Особенно, если вы имеете дело с большими объёмами данных, и планируете использовать полки расширения: здесь экономия на оборудовании будет существенна.

Мне видится идеальным применение Synology SA3200D в средних и крупных проектах государственных и коммерческих заказчиков, в качестве вспомогательного устройства, где на NAS возлагаются функции резервного копирования ЦОД-а и задачи охранного видеонаблюдения. И чем дальше от головного офиса будет установлен этот NAS, тем лучше будут проявляться его отказоустойчивые функции. А уж если использовать его в концепции периферийных вычислений, то и вовсе одним таким NAS-ом можно перекрыть большинство задач, которые IT-персоналу предстоит решать на удалённых объектах.

Официальный сайт Synology - https://www.synology.com/

Михаил Дегтярёв (aka LIKE OFF)
04/08.2020