Schlechte Netzwerk Performance mit Qnap TS-419P II

NAS sind in aller Munde – zu Recht. Sie bieten einen akzeptablen Trade-off zwischen Funktionalität, Anschaffungspreis und Unterhaltskosten und machen damit klassischen Home Servern ernsthaft Konkurrenz. Ursprünglich wurden NAS aber nur als Festplattenspeicher konzipiert, und gerade da – sollte man meinen – dürfen moderne NAS nicht patzen. Um eine hohe Performance zu garantieren, sind folgende Eigenschaften in Betracht zu ziehen:

• Netzwerk
  Um ein NAS auszureizen sollte es schon ein GBit Ethernet sein. Das wirft aber auch Probleme auf: viele billige Router mit 4 Ports können nur maximal Fast Ethernet switchen, weshalb hier durchgehend GBit Komponenten, saubere Verkabelung (min. CAT5e <50m, besser CAT6) unumgänglich sind. Auch die Konfiguration der Komponenten muss passen (Stw. Autosensing, Energiesparen, etc.), sonst wird künstlich gebremst (z.B. Fritz!Box 7390). Einige NAS bieten die Möglichkeit dank zweier NICs ein Trunking zu verwenden, was natürlich auch vom Switch unterstützt sein muss. Damit sind dann auch Datenraten im Bereich bis zu 200MB/s erreichbar.
• NAS Hardware
  Die meisten NAS arbeiten mit Prozessoren im Bereich von 1-2Ghz, teilweise multicore und mit RAM im Bereich von 0,5-2GB. Als aktuelle, High Performance Schnittstellen werden SATA3 sowie USB3.0 angeboten. Eine schwache CPU bremst den Datenverkehr, weil dieser nach wie vor sehr CPU lastig abläuft.
• Festplatten
  Die reine Hardware Spezifikation (IOPS, Schreib-/Leseraten) sollten dem NAS entsprechend angepasst sein. Praktisch alle NAS Hersteller geben die HDD Spezifikationen bekannt, die auf internen Tests beruhen. Einige HDD Hersteller bieten bestimmte Modellreihen speziell optimiert auf den Einsatz in Fileservern bzw. NAS Setups (z.B. WD Red).
  Nicht zu vernachlässigen, wenn es um Performance geht, ist das gewählte RAID Setup. Im Home/SOHO Bereich wohl meist ein Raid 01 oder 5.

Performancetest

Um den reinen Druchsatz im Netzwerk zu prüfen und somit die Performance des NAS einzuschätzen, sollte man zum freien Tool iperf und jperf greifen. Ersteres gibt es für fast alle Linux Distributionen, eben auch als Package für jene, die typischerweise bei NAS als Betriebssystem zum Einsatz kommen. jperf wird hingegen am PC laufen, dank Java auch unter Linux oder MacOS. Beide zusammen ergeben ein ausgezeichnetes Setup um Netzwerkperformance zu testen, ohne den Einfluss der NAS Festplatten.

Tipp
Für Qnap NAS gibt es iperf über die IPKG Packages.

Problemfall: CPU Last

Hat man all die obigen Punkte abgehackt, das Netzwerksetup schon x-mal durch getestet, all die vielen nützlichen und vielmehr sinnlosen Google-Links zu NAS Performance Problemen durchgelesen und kommt trotzdem nicht auf einen grünen Zweig, lohnt auf alle Fälle ein näherer Blick auf die CPU Last. Auch bei modernen NAS wird der Netzwerktraffic immer noch über die CPU abgewickelt, entsprechend kann eine hohe CPU Grundlast (eventuell durch zuviele Serverdeinste) die Netzwerkperformance zum Einbrechen bringen.

Fallbeispiel Qnap TS-419P II

Als Fallbeispiel sei hier ein nagelneues Qnap TS-419P II erwähnt, bestückt mit 3x3TB der WD Red Reihe, im Raid5 Verbund. Gbit Ethernet mit Leistungslängen von etwa 25m, Fritz!box 7390 als Switch. Erreichte Performance im Schnitt bei nur etwa 20MB/s, was etwas über Fast Ethernet lag – für Gbit Ethernet aber viel zu wenig. Nach intensiver Nachforschung fand ich die Ursache: der ffmpeg Prozess des Twonky DLNA Servers dürfte hängen geblieben sein und eine permanente Grundlast von 80-100% der CPU verursacht haben. Erst durch Beenden des Prozesses (mittels kill auf der Shell) erreichte der Netzwerkdurchsatz akzeptable 60-90 MB/s.