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NAS存储网络性能研究与导购

来源:中国绿色数据中心 作者:机房360 更新时间:2010-1-1 21:57:20

摘要:如果没有网络,NAS就会像我们日常使用的移动硬盘一样,功能大打折扣。对于许多用户来说,购买NAS的初衷就是为了随时读写数据,网络性能自然也是用户作为看重的内容。不过这其中,不同NAS之间的差异还是很大的,下面我们就来看一下NAS存储网络的性能研究与导购应用。

  我们衡量NAS和DAS的基本区别就在于是否提供了网络支持,如果没有网络,NAS就会像我们日常使用的移动硬盘一样,功能大打折扣。对于许多用户来说,购买NAS的初衷就是为了随时读写数据,网络性能自然也是用户作为看重的内容。不过这其中,不同NAS之间的差异还是很大的,下面我们就举两个例子来说明。
  
  谈到网络性能,很自然要涉及到网卡的数量及相应的功能。我们先来看看不同规格NAS的网络接口数量是怎么分配的。
  
  我们能看到忆捷的双盘NAS——N881基本的网络设置选项。对于大多数单盘和双盘NAS来说,因为只有一块网卡,网络设置都不会非常复杂,通常情况下用户只要自动识别或者手动指定一个IP地址,就可以直接使用了。
  
  威联通今年推出的TS-439NAS,是第一台应用Atom处理器的4-Bay网络存储。通过界面我们看到,在TCP/IP选项卡中,有网络容错、负载平衡、多址设定三个选项,这就是双网口带来的好处。对于多盘NAS来说,更多的面向中小企业应用,同时在线认识可能比较多,因此使用多网卡可以尽可能保证高速传输下的数据稳定性。当然,也有多盘NAS只提供了一个网络接口,比如我们之前测试过的塞恩斯MN4L+。
  
  由此看来,出于定位于应用的不同,单盘和双盘的产品多采用单一网络接口,4盘以及多盘产品则大多数有两个千兆网络接口。
  
  JumboFrame巨帧功能介绍
  
  相比传统的移动硬盘厂商来说,一些专业的NAS厂商会在软件研发上投入更多的精力,相应会增加更多的功能。群晖DS209+虽然也是一款双盘NAS,但是就功能来说它却要比我们刚刚介绍的忆捷N881功能丰富得多。群晖DS209+提供了一种名为JumboFrame的技术,中文名称为巨帧。
  
  JumboFrame这是一种厂商标准的超长帧格式,专门为千兆以太网而设计。目前,以太网标准的最大帧长度为1518字节,而JumboFrame的长度各厂商有所不同,从9000字节到64000字节不等。简单说来,因为1518字节的最大帧长度,我们如果传输9000字节的文件就要被切割成6份,放到多个以太网帧中,而每个数据块传输的时候都会引入帧头和尾的开销。倘若能够用一个大的帧完成文件的传输,则会减少很多帧的开销,提高网络的利用率和传输速率。从这个角度来说,JumboFrame的确是一项提升网络效能的技术。
  
  不过JumboFrame的实现条件也非常苛刻,要求网络内的所有设备都支持JumboFrame。如今,越来越多的网卡都支持JumboFrame,也就是说我们购买的NAS许多都可以支持JumboFrame。但是除了NAS之外,网络中的交换机、我们操作台的网卡也要支持JumboFrame才能使用。对于机房应用来说,这的确不是什么问题,但是对于家庭用户,交换机(路由器)是个比较大的障碍。如果网络中任何一个设备不支持,JumboFrame都不会生效。
  
  从硬件来说,目前多数NAS使用的网络芯片较为低端,比如之前我们介绍过的威联通TS-219使用的是Marvell88E1116R-NNC1千兆网络芯片。这个芯片不带MAC功能,而通过RGMII界面和Marvell88E1116芯片(主控芯片)连接成为一个完整的千兆网卡。
  
  除了硬件之外,软件的问题也不可忽视。就像我们刚刚提到的NetGearReadyNAS3200,如何能够实现多网卡和多处理器的协同工作,如网卡是否支持MSI/MSI-X以发送到多个处理器上进行中断处理?网络协议是否支持在多个处理器当中分摊负载?这些问题对于NAS来说还是难以判断的。
  
  另外,Linux操作系统的因素也不容忽视,我们认为这才是导致性能不佳的主要原因。Linux操作系统内核及模块具有强大的硬件驱动支持,可支持各种存储设备以及众多网卡驱动。同时它还实现了多种网络协议,从网络层的IP,连接层的TCP、UDP,到应用层的NFS(NetworkFileSystem)、CIFS(CommonInternetFileSystem)、HTTP、FTP等协议。对于NAS来说,基于Linux系统带给它许多好处,但是也同样有一些麻烦。
  
  我们知道,Linux默认的文件系统格式Ext2,这种设计主要是考虑到文件系统的效率问题。而实际上,Ext2是以块作为文件分配存储空间的基本单位,当Ext2必须处理非常小的文件时,比如网络应用,大小不一的数据包会严重影响系统性能,导致测试结果下降。事实上,虽然双网口没有性能上的绝对优势,但是从之前的测试图像我们可以看出它在稳定性和可靠性上要更好一些。
  
  为此,我们认为对于家庭用户或者中小企业来说,如果购买了提供双网口设备的NAS,出于稳定性和可靠性的考虑,我们建议大家使用双网口连接。

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