Risoluzione dei problemi di prestazione del NAS: velocità di lettura e scrittura, passo dopo passo

Letture e scritture lente su un NAS hanno molteplici cause possibili: una memoria che corrompe i dati o blocca l'unità, un disco in avaria, un cavo o un backplane difettoso, il protocollo, un volume frammentato o quasi pieno, oppure la rete. Questa guida le controlla in quest'ordine, dall'hardware in su, con StorageDiag Workbench & Utilities.

Workbench si divide in due scrivanie. Utilities opera sul NAS su cui è installato: DriveTime Analyzer, NetScope, MemHound e i log in diretta (live logs). Workbench analizza un pacchetto diagnostico (bundle): il log del kernel e Dr. Trace sui log di quel bundle. Per passare dall'una all'altra usa il menu Start (la striscia che indica Workbench | Utilities); la pagina si ricarica.

1. MemoriaMemHound, prima di tutto il resto
2. Log & SMARTerrori di link, salute del disco, HCL
3. SMB o iSCSIun protocollo o entrambi
4. Scansione & mappa discoDriveTime: velocità, disposizione, riempimento
5. ReteNetScope e iperf3

01Fase 1: la memoria

Escludi prima di tutto l'hardware instabile. Un modulo di memoria difettoso può corrompere i dati in transito, causare cali di velocità che non hanno altra spiegazione, o bloccare l'intera unità. Testa la RAM come descritto nel primo articolo: Come testare correttamente la RAM sui server QNAP usando MemHound. Il pulsante Benchmark and Quality di MemHound misura anche la larghezza di banda della memoria confrontandola con il valore JEDEC dei moduli installati (sezione 04 di quell'articolo). Le particolarità della memoria in un NAS (mischiare i moduli, dual channel, ECC e perché gli errori OOM possono verificarsi mentre la memoria sembra libera) sono descritte nella sezione 05 di quell'articolo: La RAM in un NAS.

02Fase 2, passo 1: il log del kernel, SMART e l'HCL

Il log del kernel e Dr. Trace

1. Sul NAS stesso, passa a Utilities e apri Kernel Log · LIVE o Dr. Trace · LIVE (menu Start, Live logs). Per il verdetto e l'analisi dei log, la finestra live di Dr. Trace indica cosa fare: Run Audit, then switch to the Workbench desk. Se hai a che fare con i log inviati da un cliente, carica il suo file ZIP diagnostico sulla scrivania Workbench (Upload Diagnostic ZIP) e apri Kernel Log (dmesg) e Dr. Trace (Diagnosis).
2. Nel log del kernel, imposta la ricerca su regex (abc / .*) e cerca le righe relative a un link in avaria: hard resetting link|10B8B|SError|giving up|link is slow|exception Emask.
3. Leggi cosa evidenzia Workbench su di esse. Contrassegna i reset del link libata (hard resetting link, link is slow), una porta che il kernel ha abbandonato (reset failed, giving up), errori di segnale e SATA PHY (10B8B, Dispar, PHYRdyChg), l'NCQ disattivato dopo un timeout e un link SATA in esecuzione a velocità ridotta.
4. In Dr. Trace, apri un incidente (incident). Un incidente raccoglie in una sola voce le ripetizioni di un singolo guasto, anche quelle di un'unità che si disconnette e si riconnette, e ripartisce la causa probabile tra l'unità, il cavo, il backplane e un expander.

SMART, l'HCL e la classe del disco

1. Sul NAS stesso, apri DriveTime Analyzer (Utilities). La scheda Health conserva una cronologia oraria SMART/FARM di ogni disco e la converte in verdetti di tipo Critical, Warning e Info; l'elenco della flotta sulla sinistra contrassegna ogni disco con un punto.
2. Seleziona un disco e fai clic su View SMART. La finestra SMART elenca ogni attributo (Current, Worst, Threshold, Raw value) accompagnato da un verdetto per l'intero disco: OK, WARNING o CRITICAL.
3. Leggi i due chip presenti sulla scheda del disco. Il chip HCL confronta il disco con l'elenco di compatibilità di QNAP per questo modello di NAS: HCL ✓ significa che è in elenco, HCL ✗ che non è in elenco per questo modello, HCL — che non è nell'elenco di nessun NAS. Il chip della classe indica Desktop, NAS, Enterprise, Surveillance, Archive o Blacklist; un disco desktop è contrassegnato con Consumer drive — not recommended for 24/7 NAS use.

La classe è determinante sia per la velocità che per la durata nel tempo. Spesso le unità SSD consumer scrivono velocemente solo finché la loro cache non si riempie, per poi rallentare drasticamente sotto un carico continuo. Su un NAS, letture e scritture costanti contano più di un picco di velocità.

03Fase 2, passo 2: SMB o iSCSI

Una volta escluso l'hardware, scopri se il rallentamento è circoscritto a un solo protocollo. Si verifica solo tramite SMB, solo tramite iSCSI o su entrambi? Se un client può utilizzare solo iSCSI, non è un motivo valido per saltare il controllo: fai un test anche da un altro client tramite SMB, in modo da restringere il campo della ricerca.

1. Solo iSCSI, con un client Windows Server: disattiva ODX (Offloaded Data Transfer) su tale host Windows con i comandi qui sotto, riavvialo ed esegui nuovamente il test. È il controllo più rapido in assoluto e non necessita di analisi. Workbench fornisce lo stesso suggerimento quando un pacchetto mostra abort (interruzioni) di comandi target iSCSI.
2. Entrambi i protocolli: la causa va ricercata a un livello inferiore rispetto ai protocolli. Passa all'analisi dei dischi.

# PowerShell come amministratore. 0 = ODX attivato (impostazione predefinita), 1 = ODX disattivato
Get-ItemProperty HKLM:\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\FileSystem -Name FilterSupportedFeaturesMode

# Disattiva ODX, quindi riavvia Windows
Set-ItemProperty HKLM:\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\FileSystem -Name FilterSupportedFeaturesMode -Value 1

# Riattivalo
Set-ItemProperty HKLM:\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\FileSystem -Name FilterSupportedFeaturesMode -Value 0

04Fase 2, passo 3: il Disk Health Scan in DriveTime

Prima di usare un benchmark esterno come CrystalDiskMark, misura i dischi dal NAS stesso. Il Disk Health Scan di DriveTime mette sotto carico i dischi di un volume e valuta ciascun disco confrontandolo con gli altri.

1. Apri DriveTime Analyzer, scheda Speed, e seleziona il volume nella barra del titolo.
2. Scegli il test. I test sul volume (letture e scritture sequenziali e casuali, il mix 50/50, o il FULL REPORT con tutte e quattro le fasi e lo SMART) scrivono il file di test esclusivamente all'interno di una cartella temporanea su quel volume e lo eliminano successivamente. Read-only disk scan legge i dischi raw, prima singolarmente e poi tutti assieme, e non esegue alcuna scrittura.
3. Fai clic su ▶ Analyze. Per ogni disco la scansione riporta la latenza (mediana, p95, max), l'utilizzo, gli IOPS e la profondità della coda (queue depth), contrassegnandolo come OK, WATCH o SUSPECT.
4. Fai clic su Save report (.md). Il report viene salvato nella condivisione Public come report-ioutils-storagediag-utilities-<date>-<time>.md, affiancato da un file -trace.csv; l'elenco Disk reports nel menu Start permette di visualizzarli.

Leggere l'await

Un await elevato su un singolo disco non significa necessariamente che quel disco stia per guastarsi. L'await è il tempo che una richiesta trascorre in coda e per essere servita. Un disco che si fa carico di una porzione maggiore di I/O dell'array rispetto agli altri dischi attende più a lungo perché lavora di più, pertanto la scansione giudica tale disco in base al suo service time e lo segnala esplicitamente. Nel report mostrato di seguito, il disco sano situato accanto a quello in avaria ha ricevuto esattamente questa nota nella fase di lettura casuale: carries 62% of the array's I/O (1.6× peer IOPS) — its await and queue are load, not a fault. Accade anche l'inverso: un disco con un await normale ma con un transfer rate notevolmente inferiore a quello degli altri dischi potrebbe essere quello affetto da un guasto meccanico silenzioso. Questo è il motivo per cui la scansione in sola lettura legge ogni disco sia individualmente che tutti insieme.

Il report e il suo verdetto

Il report si apre con un verdetto immediatamente comprensibile: OK se nessun disco presenta anomalie, oppure WARNING / CRITICAL indicando l'anello debole (weak link) e la fase in cui ha ottenuto il risultato peggiore. Seguono poi le tabelle specifiche per ogni disco, le evidenze SMART prima e dopo l'esecuzione, le soglie (thresholds) impiegate e un tracciamento (trace) secondo per secondo. La velocità di archiviazione varia in base al carico sul NAS, pertanto esegui la scansione più volte per verificare se un'anomalia si ripete; il tracciamento presente in ogni report ti consente di confrontare due esecuzioni riga per riga.

05Fase 2, passo 4: frammentazione, grado di riempimento e capacità di un disco

Sugli hard disk, i valori riportati in una scheda tecnica vengono raramente raggiunti nell'uso quotidiano.

1. Frammentazione. La scheda Disk Map di DriveTime mostra la disposizione dei file di un volume o di una condivisione e quanto è frammentato lo spazio libero sottostante. Seleziona il volume nella barra del titolo e fai clic su Scan: Sample effettua la lettura per il limite di tempo impostato, Full legge l'intero albero (tree). Il punteggio Fragmented files va letto così: 0–30 nessun problema di frammentazione, 31–55 leggermente frammentato, 56 e oltre pesantemente frammentato. La scansione si limita a leggere; non sposta mai alcun blocco.
2. Grado di riempimento. Mantieni un volume al di sotto dell'80% di riempimento, contando insieme i dati correnti (live) e gli snapshot. La finestra Capacity genera un avviso quando un volume supera l'80%. Su QuTS hero la Disk Map contrassegna l'80% e il 90% sulla barra del pool: al di sopra di circa l'80% ZFS fatica maggiormente a posizionare ogni scrittura, e le scritture rallentano per ogni condivisione presente sul pool.
3. Nessuna deframmentazione. Su un volume con snapshot, ogni blocco spostato da un programma di deframmentazione costa nuovamente spazio al pool di archiviazione fino alla scadenza degli snapshot che trattengono il blocco originale, cosicché gli snapshot cresceranno di una quantità pari ai dati spostati. Inoltre non ne valgono la pena né il tempo né l'usura dei dischi. Per questo motivo Workbench non ha un pulsante per deframmentare, e la vera soluzione è mantenere il volume al di sotto dell'80%.
4. Cosa può fare un disco. Secondo le specifiche, gli hard disk odierni più veloci arrivano a circa 280 MB/s, sulle tracce esterne. Sulle tracce interne, o su un volume frammentato, è normale ottenere un terzo di tale valore, e in presenza di letture e scritture miste, 100-120 MB/s per disco è un dato realistico nell'uso quotidiano. La velocità di un volume dipende dal livello RAID, da quanto sono pieni e frammentati i dischi, e dai movimenti delle testine che questo comporta.

Disk Map mostra unicamente la disposizione. Per verificare se i dischi riescono a tenere il passo, osserva la scheda Speed mentre il carico di lavoro è in esecuzione, e controlla la cronologia di ogni unità nella scheda Health.

06Fase 3: la rete

Se i dischi si dimostrano sani e sufficientemente veloci, il collo di bottiglia potrebbe risiedere nella rete. NetScope misura la capacità del collegamento (link) con iperf3.

1. Apri NetScope (Utilities), scheda Bandwidth, e fai clic su Server. Scegli l'interfaccia di rete. Il listener iperf3 si avvia da solo (porta 5201) e si ferma quando chiudi la finestra.
2. Su un secondo NAS che esegue Workbench & Utilities, apri NetScope, Bandwidth, Client, seleziona questo NAS (oppure digita il suo IP in Manual) e premi Start Test. Da un PC Windows, usa il client NetScope per Windows: NetScope-latest.exe, con il link nella barra del titolo di NetScope.
3. Se il test evidenzia una larghezza di banda insufficiente, smetti di concentrarti sull'archiviazione del NAS ed esamina la rete: gli switch, i cavi, le schede di rete e il routing.

AConoscenze di base: i dischi in un NAS

Non tutti i dischi sono adatti a un NAS. La classe di un disco decide se funziona bene in un array RAID o se lo fa degradare, e i suoi attributi SMART dicono quanto durerà ancora.

In un array RAID gli attributi 5, 197 e 198 non rappresentano un rischio per un solo disco: un rebuild incrementa il carico, un secondo disco debole può guastarsi, e a quel punto il rebuild fallisce e l'intero pool va perso. Reagisci per tempo. Sui dischi Seagate gli attributi 1, 7 e 195 riportano valori RAW nell'ordine dei milioni, il che è normale; guarda a VALUE e WORST rispetto a THRESH, non a RAW.

Regola pratica. Se una scrittura resta in attesa in un buffer prima di raggiungere i dischi (write-back, SLOG, una cache del disco senza protezione contro la perdita di alimentazione, PLP), un UPS è essenziale. Se la cache gestisce solo le letture, un UPS è consigliato. Mantieni una cache di scrittura su un tipo di configurazione protetta (RAID 1, 5, 6 o 10), mai su Single, JBOD o RAID 0.

La memoria (dual channel, ECC, mischiare moduli, sintomi ed errori OOM) ha una sua sezione dedicata nella guida alla RAM: La RAM in un NAS.