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2021년 11월 13일 토요일

첫 nas 구매 8. 디스크 포멧과 레이드 형태에 따른 속도

 개요 

nas4dual 제품을 구매하고 한달간 사용하면서 여러 문제점에 직면했습니다. 4k영상의 초당 스트리밍 용량은 비디오 포멧과 fps 에 따라 다르긴 하지만 고프로의 알고리즘에 따라 4k 60fps로 영상을 촬영 할 경우 128GB 메모리로 3시간 51분의 데이터를 촬영할 수 있다고 합니다. 

따라서 라이딩 8시간 가량을 촬영 할 경우 약 300GB가 되고 이를 옮기는 시간이 현재의 RAID5 BTRFS 파일 시스템 환경에서 나오는 속도인 60MB/s의 속도로 작업 할 경우 5120초  : 1시간 30분이 됩니다. 

복사만 1시간 반이면 편집은 또 언제 합니까; 조금이라도 속도를 당길 수 있는 방법을 찾아야 했습니다. 따라서 여러 방면의 밴치마크 테스트를 수행해보기로 결심했습니다. 

단일 디스크상태와 레이드 상태에서 파일 시스템 포멧을 EXT4 와 BTRFS에 대한 데이터 복사 속도를 측정해보겠습니다. 네트워크 드라이브를 지원하는 밴치마크 도구가 별로 없기 때문에 nas perfomance tester 1.7을 사용하였습니다. 

나스 퍼포먼스 테스터


주의사항 

nas4 지원 raid 종류
nas4 dual 에서는 jbod, raid0,1,5,6,10이 지원됩니다. 하지만 이런 raid의 성능을 모두 활욜할 수는 없습니다. 이유는 nas4dual은 외장하드 모드가 지원되지 않는 치명적인 단점이 있습니다. 외장하드 모드가 지원되지 않기에 일반적인 PC 환경(1GB network) 에서는 128MB/s이상의 속도가 무용지물입니다.  

nas4dual은 엔터프라이즈 급 nas가 아니기에 일반적으로 가정이나 오피스에서 사용하는 환경은 1Gbps network 입니다.  1Gbps를 MB/s로 환산하면 128MB/s가 최대 속도 이므로 고속 raid 환경을 감당할 수 없습니다. 따라서 jbod나 raid 0는 실험을 하였으나, 실제보다 느릴 수 있습니다. 

Gbps 의 b는 bit를 의미하며 MB/s의 B는 Byte 를 의미합니다. 1Byte = 8bit 즉 우리가 아는 bps는 실제 사용하는 MB/s나 GB/s보다 8배 크게 표기 됩니다. . 

RAID 1은 미러라서 2DISK 환경에 사용하므로 제외하였으며,  NTFS는 NAS4 DUAL에서 디스크간 복제가 탐색기모드에서 지원되지 않아 불편함이 있어 제외하였습니다. 또한 리눅스 기반의 시스템에선 해당 파일 시스템에 원래 정상 지원되지 않습니다. 


실험 환경 

network 환경 : nas 1Gbps 2port linkaggration 설정이 적용되었습니다.
                    pc 는 1Gbps 단일 포트 입니다.  

테스트는 일반적으로 제가 보는 1080p 2시간 짜리 영화와 유사한 용량인 4GB로 5회 반복 테스트를 수행 했습니다.

디스크는 씨게이트 IronWolf SATA3 HDD 4개로 모두 동일한 상태 입니다. 일반적으로 windows 에서 ntfs 단일 디스크 엑세스시 120MB/s 가 나옵니다. 

약 3.1TB의 영화 미드 에니메이션이 있는 관계로 RAID는 3DISK로 구성해서 테스트 한 후 가장 빠른 포멧을 4DISK RAID로 구성하여 최종 결과를 만들었습니다. 

 

1Gbps 한계
실험 환경에서는 1Gbps 네트워크 속도의 한계에 대해 말하지 않을 수 없습니다. nas4dual은 외장하드 모드가 지원되지 않으므로 결국 PC network 대역폭이 한계 대역폭이 됩니다. 1Gbps = 128MB/s가 되므로 이 이상의 속도가 나오는 것을 측정할 수 없습니다. 이 부분은 서버급 실행환경(광랜 10Gbps 이상 네트워크) 에서만 가능 합니다. 

1. 단일디스크 

가) EXT4 

쓰기 114MB/s 읽기 92MB/s

나) BTRFS 

쓰기 90MB/s  읽기 98MB/s

2. 3DISK 

1) jbod

가) EXT4 

읽기 107MB/s  쓰기 99MB/s 

나) BTRFS 

읽기 99MB/s 쓰기 99MB/s

2) RAID0

가) EXT4 

읽기 105MB/s 쓰기 98MB/s

나) BTRFS 

읽기 98MB/s 쓰기 96MB/s

3) RAID0 

가) EXT4 

읽기 97 MB/s  쓰기 88MB/s 

나) BTRFS 

읽기 95MB/s 쓰기 76MB/s

3. 결론 

1. 단일 디스크 EXT4가 속도가 빠르다. 

2. BTRFS포멧은 읽기 쓰기가 느린 경향이 있다. 

3. RAID구성시 JBOD가 가장 빠르다. 

4. 어떤 구성도 1G NETWORK 속도에도 미치지 못한다. 

NAS라는 이름을 제공하는 여러 서비스에 중점을 둔 시스템으로 보입니다. 속도는 RAID 가아닌 단일 디스크 모드로 사용하는 것이 가장 높으며,  단일 디스크 속도보다 느린 RAID는 쓸모가 전혀 없어보입니다. 그냥 안정적으로 대용량 자료를 보관 할 생각으로 RAID 5 EXT4 를 4DISK 환경으로 쓰면 될 것 같습니다. 

RAID 중 DISK 속도 가속이 가능하다는 JBOD나 RAID0마저도 단일 디스크 환경보다 느리니 이건 뭐 펌웨어의 문제인지 어던 문제인지는 모르겠으나. RAID 시스템에서 기대할 수 있는 DISK속도 향상은 NAS4DUAL에서는 기대할 수 없습니다. 

4K 영상에 대한 빠른 저장과 사용에 대한 갈망은 USB3.1 SSD 외장하드로 이루어야 할 것 같습니다. 

언젠가4DISK RAID5의 속도를 올리겠습니다. 하지만 당장은 어려울것 같네요 raid에 디스크 추가를 하니 대기모드로만 추가가 됩니다.  

첫 nas 구매 7. 보안 향상을 위해 허용 국가 설정하기.

첫 nas 구매 8. 디스크 포멧과 레이드 형태에 따른 속도

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