07.04.2017 (Doc Storage)
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Wie sinnvoll sind SSDs in Einsteiger-NAS-Systemen?

Leserfrage: Ich habe mittlerweile mein NAS mehrfach neu aufgebaut. Trotzdem ist mir nicht klar ist, wie die eingestellte Nutzung sinnvoll angewandt werden kann. Mein Qnap-NAS bietet ein sogenanntes »QTIER«-Verfahren, welches kurz beschrieben wie folgt arbeitet: Qtier-Technologie ermöglicht Speicherlösungen mit Auto-Tiering, die Hot-Data automatisch in hochleistungsfähige Speicherschichten und Cold-Data auf günstigere, größere Laufwerke verschieben. Dies soll zu einer höheren Leistung und geringeren Gesamtbetriebskosten führen.

Das Problem dabei ist, dass der Qnap-Support keine detaillierte Planungsanleitung hat. Nehmen wir folgendes Szenario an einer Qnap TVS-882 an:

• 32-GByte-RAM-Hauptspeicher • 2x 256-GByte-SSD mit M.2-Schnittstelle • 2x 500-GByte-SSD mit SATA-Anschluss • 6x 4-TByte-HDDs

Frage: Wie setzt man nun das System korrekt auf? Stand jetzt nutzt man die beiden M.2-Speicher nicht als Cache, sondern als erweiterte SSD-UltraHigh-Speicher weil die TVS-882 die insgesamt vier SSDs nur als »UltraHigh«-QTIER entsprechend erkennt. Ein 3-stufiges TIER lässt sich deswegen nicht erstellt.

• 2x 256-GByte-SSD mit M.2-Schnittstelle (RAID 1) • 2x 500-GByte-SSD mit SATA-Anschluss (RAID 1)

Hier fungieren beide als UltraHigh-Speicher mit insgesamt zirka 600-GByte-Speicher. Eine andere Auswahl ist bei Erstellung nicht möglich.

Sechs SATA-HDDs mit jeweils vier TByte im RAID-5-Verbund arbeiten dann als Volume für die »ColdData« was in Ordnung ist und auch sauber funktioniert.

Es stellt sich die Frage ob diese Konfiguration okay ist, weil die beiden M.2.-Module ja nicht als Cache arbeiten. Muss man bei Qtier überhaupt die beiden M.2-Module als Cache nutzen oder sind die dann wie hier wirksamer als UltraHigh-Speicher?

Grafik: QnapGrafik: QnapIn einem Qnap-Dokument werden die beiden M.2-Module als Cache genutzt (siehe Bild). Was wäre nun die zu empfehlende Konfiguration? Wie eingangs beschrieben beide SSD als UltraHigh ohne Cache, oder wie auf dem Bild beschrieben Lösung »B«?

Antwort Doc Storage:

Auch wenn ich mir dafür wieder von einem Teil der Leserschaft einen einfange: es kommt drauf an. Auf die Art der Anwendung, die geforderte Leistung und natürlich auf Art und Menge der Daten. Zunächst einmal würde ich mir die Art der Anbindung anschauen. Wenn es sich nämlich um eine einfache 1-Gbit-Anbindung ans Netzwerk handelt, so wird das Tiering vor allem innerhalb der Box kaum einen Vorteil bringen, sind die Laufwerke doch intern mit 6 Gbit angebunden und bringen somit (rein theoretisch) die sechsfache Datenmenge auf den Draht, die das LAN überhaupt »wegschaffen« kann. Betrachtet man sich die Protokollüberhänge von SATA und TCP/IP, steigt dieses Verhältnis auf das sieben- bis achtfache an.

Pragmatisch betrachtet wird also der Einsatz von SSDs innerhalb des Systems kaum einen nutzbaren Vorteil bringen, wenn man einmal von den (in den meisten Fällen allerdings vernachlässigbaren) Zeiten für die Positionierung der Schreib-/Leseköpfe absieht. Eine wie hier beschriebene »accelerated read write performance« ist also nur theoretisch zu erwarten, im praktischen Betrieb aber kaum. Haben Sie eine 10-Gbit-Leitung (in den Online-Specs ist nicht ganz klar, ob dies beim TVS-882 optional möglich ist), so liegt die Leistung des LAN immer noch kaum spürbar über derjenigen der internen Platten bzw. SSDs, der Einsatz von SSDs wird sich also auch nicht wirklich lohnen. Es ist also kaum der Diskussion wert, ob Sie die vorhandenen SSDs als »Cache« oder im Bereich des Tierings einsetzen – die über LAN bei den Rechnern ankommenden Daten werden mit einigen Prozent Abweichung immer dieselbe Leistung zeigen.

Anders verhält es sich natürlich dann, wenn Sie das System mit einer im Rechner über entsprechend breitbandigere Anbindung verbauten Festspeichern (NVMe oder M.2) ergänzen. Deren Leistung kann ohne den Flaschenhals des LANs komplett abgerufen und somit die Verarbeitung von häufig verwendeten Daten wesentlich beschleunigt werden.

Wenn man mich also fragt – und das haben Sie ja getan – würde ich im Falle eines NAS-Systems immer den Weg über die Ergänzung durch lokale Festspeicher suchen, um die Verarbeitung zu beschleunigen. Ob man dann überhaupt noch SSDs im Speichersystem selbst benötigt, bleibt dahingestellt.

Ich würde mir deren Preis sparen und dafür das NVMe- oder M.2-Volumen im PC aufstocken. Dann hat man zumindest einen schnelleren Rechner. Von dort müssen die Daten halt immer noch übers langsame LAN zum NAS.

Gruß
Doc Storage

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Kommentare (1)
07.04.2017 - LHL

Ich stimme den Ausführungen von Doc Storage grundsätzlich zu - insbesondere dem "es kommt darauf an" ;)
Für den Einsatz des NAS als Backup System oder Multimedia Streaming System sind die SSDs in ihrer beschleunigenden Wirkung unerheblich. Bei diesen seriellen Datenströmen wirkt auch ein Tiering nicht wirklich und der limitierende Faktor ist die Geschwindigkeit bzw. der Datendurchsatz des LANs. Etwas anderes wäre es, wenn von vielen Geräten in ihrem Netz "random" Daten abgerufen werden - also nicht seriell große Dateien, bei denen es nur auf den Datendurchsatz ankommt, sondern parallel viele kleine Blöcke (z.B. wenn Sie das NAS per NFS an mehrere kleine Server oder PCs mappen und darauf mehrere virtuelle Systeme laufen lassen). Dann wäre die SATA-Schnittstelle der konventionellen Festplatten ein Flaschenhals und ein Tiering "heißer" Blöcke auf die SSDs könnte die Performance des NAS vielleicht verbessern.


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