NAS-Systeme eignen sich sehr gut, um einen zentralen Datenspeicher für den Zugriff von verschiedenen Systemen zu haben. Gerade in Arbeitsgruppen, Home-Offices oder auch bei Heimanwendern zählen Netzwerkspeicher schon längst zur Standardausstattung. Typischerweise kommen hier fertige Appliances im Desktop-Gehäuse mit bis zu fünf Festplatten zum Einsatz. Diese NAS setzen meist auf ARM-Prozessoren oder Intels Atom und nutzen ein Linux-Derivat als Betriebssystem. Zu den aktuell von TecChannel getesteten Vertretern zählen das Infortrend EonNAS Pro 500, Netgear ReadyNAS Pro 6, Synology DS1512+ und Iomega StorCenter px4-300d.
Mit der Open-Source-Lösung FreeNAS gibt es aber auch ein kostenloses NAS-Betriebssystem. FreeNAS lässt sich auf den meisten x86-Systemen problemlos installieren, die Hardware-Voraussetzungen sind gering. Vor der Installation von FreeNAS empfehlen wir Ihnen die Lektüre unseres Artikels Anleitung - FreeNAS 8 richtig installieren und einrichten.
Hardware-Konfiguration für FreeNAS
Zum Start unserer Serie von Benchmarks verschiedener Hardware-Konfigurationen mit FreeNAS 8.2 in der x64-Variante verwenden wir eine AMD-Plattform mit dem Mainboard Gigabyte 890GPA-UD3H. Als Prozessor dient ein Phenom II X4 910e, der mittlerweile leistungsmäßig bei Desktop-Prozessoren Mittelklasse ist. Die Quad-Core-CPU arbeitet mit einer Taktfrequenz von 2,6 GHz und ist mit einer maximalen Verlustleistung von 65 Watt stromsparend ausgelegt. Der CPU stehen 4 GByte DDR3-1333-Speicher zur Verfügung. FreeNAS empfiehlt für die Verwendung des ZFS-Dateisystems 8 GByte an RAM - abhängig auch von der Storage-Kapazität. Bei Systemen mit weniger RAM sollte das USF-Dateisystem zum Einsatz kommen. Wir nutzen beide Dateisysteme in den Tests.
Als Massenspeicher für FreeNAS dient eine einzelne Seagate Constellation.2 mit 1 TByte Kapazität und SATA 6 Gb/s. Das Enterprise-Laufwerk im 2,5-Zoll-Format arbeitet mit 7200 U/min und ist für den Einsatz in NAS-, SAN- und DAS-Lösungen vorgesehen. Wie flink FreeNAS mit einer Solid State Disk arbeitet, überprüfen wir mit der Enterprise-SSD Intel 710. Die Ansteuerung der SSDs übernimmt AMDs Chipsatz 890GX, der sechs SATA-6-Gb/s-Schnittstellen zur Verfügung stellt. In beiden Fällen überprüfen wir die Performance via IP-Zugriff (CIFS-Protokoll) über den Gigabit-Ethernet-Port des Mainboards.
Benchmark-Analyse
Wichtig bei Fileservern sind die möglichen I/O-Transfers pro Sekunde, die wir mit dem Benchmark-Tool IOmeter erfassen. Die IOPS sind entscheidend bei sehr I/O-intensiven Applikationen und bei vielen parallelen Zugriffen mehrerer Anwender - der klassische Einsatzzweck eines NAS. Wir verwenden bei IOmeter vordefinierte Workloads zur Simulation von Random Read und Random Write. Bei allen Tests ist eine Queue Depth von 32 eingestellt, somit werden multiple Zugriffe abgearbeitet. Beim zufälligen Lesen mit 4-KByte-Blöcken schafft FreeNAS mit der Seagate Constellation.2 und dem ZFS-Dateisystem 91 IOPS. Der Wert ist im Vergleich zu den NAS-Appliances sehr gut, die im Fall der Iomega px4-300d und Synology DS1512+ selbst mit vier 3,5-Zoll-Festplatten weniger IOPS liefern. Hier hilft der FreeNAS-Lösung mit dem Phenom II X4 910e natürlich der deutlich leistungsfähigere Prozessor - bei den Appliances ist ein Intel Atom im Einsatz. Aber auch das Dateisystem ZFS ermöglicht gegenüber der ebenfalls getesteten UFS-Variante rund 60 Prozent höhere IOPS. Beim zufälligen Schreiben mit 4-KByte-Blöcken zeigt sich ein ähnliches Leistungsbild.
Der Einsatz der SSD zeigt bei den IOPS erhebliche Auswirkungen. FreeNAS liefert mit der Intel SSD 710 beim zufälligen Lesen von 4-KByte-Blöcken mit 472 IOPS den fünffachen Durchsatz im Vergleich zur Constellation-Festplatte. Wird statt ZFS- das UFS-Dateisystem bei der SSD verwendet, so steigt der Durchsatz mit 730 IOPS sogar um das Achtfache. Bei der SSD zeigt sich das UFS-Dateisystem als bessere Lösung; im Gegensatz zur Festplatte.
Im Streaming erreicht FreeNAS sowohl mit der 2,5-Zoll-Festplatte Seagate Constellation.2 als auch der Intel SSD 710 eine maximale Leserate von 113 MByte/s. Damit liegt das Phenom-II-X4-910e-System an der Durchsatzgrenze des Gigabit-Ethernet-Ports. Entsprechend können auch die im Vergleich aufgeführten Appliances mit bis zu vier Festplatten im RAID-Verbund keine höheren Werte erreichen - die NAS-Geräte hängen ebenfalls alle an einem Gigabit-Port. Beim Schreiben - ebenfalls mit dem ATTO Disk Benchmark durchgeführt - liegen alle Konfigurationen bei rund 117 MByte/s. (cvi)