NASパフォーマンスのトラブルシューティング：読み書き速度、ステップバイステップ

NASの読み書きが遅い原因は、いくつも考えられます。データを壊したりユニットを止めたりするメモリ、故障しかけたディスク、不良なケーブルやバックプレーン、プロトコル、断片化した、またはほぼ満杯のボリューム、そしてネットワークです。このガイドでは、StorageDiag Workbench & Utilitiesを使い、ハードウェアから順にこの順番で確認します。

Workbenchには2つのデスクがあります。Utilitiesは、Workbenchをインストールした NAS 自体を対象にします：DriveTime Analyzer、NetScope、MemHound、ライブログです。Workbenchは診断バンドルを読み込みます：そのバンドルのログを使うカーネルログとDr. Traceです。2つはスタートメニュー（Workbench | Utilitiesと書かれた帯）で切り替えます。切り替えると、ページが再読み込みされます。

1. メモリ何よりもまずMemHound
2. ログとSMARTリンクエラー、ディスクの健全性、HCL
3. SMBまたはiSCSI1つのプロトコルまたは両方
4. ディスクスキャンとマップDriveTime：速度、レイアウト、使用率
5. ネットワークNetScopeとiperf3

01フェーズ 1：メモリ

まず、不安定なハードウェアを除外します。メモリモジュールに欠陥があると、扱うデータが壊れたり、ほかに説明のつかない速度低下が起きたり、ユニット全体が止まったりすることがあります。最初の記事で説明されているようにRAMをテストしてください：MemHoundを使用してQNAPサーバーでRAMを適切にテストする方法。MemHoundのBenchmark and Qualityは、メモリ帯域幅も測定し、取り付けたモジュールのJEDEC規格値と比べます（その記事のセクション04）。NASのメモリに関する特記事項（モジュールの混在、デュアルチャネル、ECC、メモリが空いているように見えるのにOOMエラーが発生する理由）については、その記事のセクション05：NASのRAMをご覧ください。

02フェーズ 2、ステップ 1：カーネルログ、SMART、HCL

カーネルログとDr. Trace

1. NAS自体で、Utilitiesに切り替え、Kernel Log · LIVEまたはDr. Trace · LIVE（スタートメニュー、Live logs）を開きます。判定とログ分析については、Dr. Traceのライブウィンドウに何をするかが表示されます：Run Audit, then switch to the Workbench desk。顧客から送信されたログを使用する場合は、Workbenchデスクにその診断ZIPをアップロード（Upload Diagnostic ZIP）し、Kernel Log (dmesg)とDr. Trace (Diagnosis)を開きます。
2. カーネルログで、検索を正規表現（abc / .*）に切り替え、失敗しているリンクの行を探します：hard resetting link|10B8B|SError|giving up|link is slow|exception Emask。
3. Workbenchがそれらの行に付けた印を読みます。Workbenchは、libataのリンクリセット（hard resetting link、link is slow）、カーネルが諦めたポート（reset failed, giving up）、SATA PHYおよびシグナルエラー（10B8B、Dispar、PHYRdyChg）、タイムアウト後にオフになったNCQ、速度を落として動いているSATAリンクに印を付けます。
4. Dr. Traceで、インシデントを開きます。Dr. Traceは、同じ障害の繰り返しを（切断して再接続するドライブも含めて）1つのインシデントにまとめ、考えられる原因の割合をドライブ、ケーブル、バックプレーン、エキスパンダーに振り分けます。

SMART、HCL、およびドライブクラス

1. NAS自体で、DriveTime Analyzer（Utilities）を開きます。Healthタブは、各ドライブの1時間ごとのSMART/FARM履歴を保持し、それをCritical、Warning、Infoの判定に変換します。左側のドライブ一覧では、各ドライブに点で印が付きます。
2. ドライブを選び、View SMARTをクリックします。SMARTウィンドウには、各属性（Current、Worst、Threshold、Raw value）とディスク全体の判定（OK、WARNING、またはCRITICAL）がリストされます。
3. ドライブのカードにある2つのチップを確認します。HCLチップは、ドライブをこのNASモデルのQNAP互換性リストと比較します。HCL ✓はリストされていること、HCL ✗はこのモデルではリストされていないこと、HCL —はどのNASのリストにもないことを意味します。クラスチップは、Desktop、NAS、Enterprise、Surveillance、Archive、またはBlacklistを示します。デスクトップドライブには Consumer drive — not recommended for 24/7 NAS use とマークされます。

クラスは、寿命だけでなく速度にも関係します。コンシューマー向けSSDは、キャッシュがいっぱいになるまでしか高速に書き込まないことが多く、その後は持続的な負荷の下で急激に遅くなります。NASでは、バースト（瞬間的な速度）よりも、安定した読み書きが重要です。

03フェーズ 2、ステップ 2：SMBまたはiSCSI

ハードウェアを除外したら、速度低下が特定のプロトコルによるものかどうかを調べます。SMB経由でのみ発生するのか、iSCSI経由でのみ発生するのか、それとも両方で発生するのか？ クライアントがiSCSIしか使用できない場合でも、チェックをスキップする理由にはなりません。原因を絞り込むために、別のクライアントからSMB経由でもテストしてください。

1. Windows ServerクライアントでiSCSIのみ：以下のコマンドを使用して、そのWindowsホストでODX（Offloaded Data Transfer）をオフにし、再起動して再度テストします。これは最も手早くできる確認であり、分析は必要ありません。バンドルにiSCSIターゲットコマンドのアボート（中断）が表示されている場合、Workbenchも同じアドバイスを提供します。
2. 両方のプロトコル：原因はプロトコルより下にあります。ディスクに進んでください。

# 管理者としてPowerShellを実行。0 = ODXオン（デフォルト）、1 = ODXオフ
Get-ItemProperty HKLM:\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\FileSystem -Name FilterSupportedFeaturesMode

# ODXをオフにしてからWindowsを再起動
Set-ItemProperty HKLM:\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\FileSystem -Name FilterSupportedFeaturesMode -Value 1

# オンに戻す
Set-ItemProperty HKLM:\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\FileSystem -Name FilterSupportedFeaturesMode -Value 0

04フェーズ 2、ステップ 3：DriveTimeでのDisk Health Scan

CrystalDiskMarkなどの外部ベンチマークの前に、NAS自体からディスクを測定します。DriveTimeのDisk Health Scanは、ボリュームの背後にあるディスクに負荷をかけ、各ディスクをピア（同等のディスク）と比較してスコアリングします。

1. DriveTime Analyzerを開き、Speedタブを開いて、タイトルバーでボリュームを選択します。
2. テストを選択します。ボリュームテスト（シーケンシャルおよびランダムな読み取りと書き込み、50/50ミックス、または4つのフェーズすべてとSMARTを含む FULL REPORT）は、そのボリューム上のテンポラリフォルダー内にのみテストファイルを書き込み、その後削除します。Read-only disk scan は、生のディスクをそれぞれ単独で読み取り、その後すべて一緒に読み取りますが、何も書き込みません。
3. ▶ Analyzeをクリックします。各ディスクについて、スキャンはレイテンシ（中央値、p95、最大値）、使用率、IOPS、キューの深さ（queue depth）を報告し、OK、WATCH、またはSUSPECTとマークします。
4. Save report (.md)をクリックします。レポートはPublic共有に report-ioutils-storagediag-utilities-<date>-<time>.md として保存され、その横に -trace.csv が保存されます。保存したレポートは、スタートメニューの Disk reports に一覧表示されます。

awaitの読み方

1つのディスクでawaitが高いからといって、それだけでそのディスクが故障しているわけではありません。awaitは、リクエストがキューに入れられてから処理されるまでの時間です。アレイのI/Oをほかのディスクより多く受け持つディスクは、仕事が多い分だけ待ち時間も長くなります。そのため、スキャンはこうしたディスクをサービス時間で判定し、その旨を書き添えます。以下のレポートでは、故障しているディスクの横にある健全なディスクに、ランダム読み取りフェーズでまさにその注記が付いています：carries 62% of the array's I/O (1.6× peer IOPS) — its await and queue are load, not a fault。その逆も起こり得ます。awaitは普通でも、転送速度がほかのディスクよりはるかに低いディスクは、表に出にくい機械的な障害を抱えている可能性があります。だからこそ、読み取り専用スキャンは、各ディスクを単独で読み取るだけでなく、すべて一緒に読み取るのです。

レポートとその判定

レポートは、人がすぐに読める判定から始まります。目立つディスクがない場合は OK、最も弱いディスク（weak link）と、その成績が最も悪かったフェーズを示す場合は WARNING または CRITICAL です。次に、ディスクごとの表、実行前後のSMARTの記録、使用されたしきい値（thresholds）、および1秒ごとのトレースが続きます。ストレージの速度はNASの負荷によって変動するため、スキャンを複数回実行し、異常が繰り返されるかどうかを確認してください。各レポートのトレースにより、2つの実行を1行ずつ比較できます。

05フェーズ 2、ステップ 4：断片化、使用率、ディスクができること

ハードディスクの場合、データシートの数値が日常的な使用で達成されることはめったにありません。

1. 断片化。 DriveTimeの Disk Map タブには、ボリュームまたは共有のファイルがどのように配置されているか、およびその下の空き領域がどの程度細かく分断されているかが表示されます。タイトルバーでボリュームを選択し、Scan をクリックします。Sample は設定した時間制限まで読み取り、Full はツリー全体を読み取ります。Fragmented files のスコアは、0〜30なら断片化の問題なし、31〜55ならやや断片化、56以上なら重度の断片化を表します。スキャンは読み取るだけで、ブロックを移動することは決してありません。
2. 使用率。 ボリュームは、ライブデータとスナップショットを合わせて、80%未満に保ってください。Capacityウィンドウは、ボリュームが80%を超えると警告を発します。QuTS heroでは、Disk Mapがプールバーに80%と90%をマークします。約80%を超えると、ZFSが書き込みごとに置き場所を探す手間が増え、プール上のすべての共有で書き込みが遅くなります。
3. デフラグしない。 スナップショットのあるボリュームでは、デフラグツールがブロックを1つ移動するたびに、古いブロックを持つスナップショットが期限切れになるまで、ストレージプールではその分の容量がもう一度使われます。そのため、スナップショットは移動した分だけ大きくなります。また、かかる時間やディスクの摩耗を考えても、それに見合う価値はありません。そのため、Workbenchにはデフラグボタンがなく、ボリュームを80%未満に保つことが解決策となります。
4. ディスクができること。 現在の最も高速なハードディスクは、外側のトラックで約280 MB/sの定格です。内側のトラックや、断片化されたボリュームでは、その3分の1が一般的であり、読み取りと書き込みが混在する場合、1ディスクあたり100〜120 MB/sが現実的な日常の数値です。ボリュームの速度は、RAIDレベル、ディスクがどれだけ満杯で断片化されているか、およびそれがもたらすヘッドの移動量に依存します。

Disk Mapはレイアウトのみを表示します。ディスクが追いついているかどうかを確認するには、ワークロードの実行中にSpeedタブを監視し、Healthタブで各ドライブの履歴を確認してください。

06フェーズ 3：ネットワーク

ディスクが正常で十分に速いとわかったら、ボトルネックはネットワークである可能性があります。NetScopeはiperf3を使用してリンクを測定します。

1. NetScope（Utilities）の Bandwidth タブを開き、Server をクリックします。ネットワークインターフェイスを選択します。iperf3リスナーは自動的に起動し（ポート5201）、ウィンドウを閉じると停止します。
2. Workbench & Utilitiesを実行している2台目のNASで、NetScope、Bandwidth、Client の順に開き、このNASを選択して（または Manual にIPを入力して） Start Test を押します。Windows PCからは、Windows用のNetScopeクライアントを使用します：NetScope-latest.exe。リンクはNetScopeのタイトルバーにあります。
3. テストで帯域幅が少なすぎることが示された場合は、NASのストレージを見るのをやめ、ネットワーク（スイッチ、ケーブル、ネットワークカード、ルーティング）に注目してください。

A基礎知識：NAS内のディスク

すべてのディスクがNASに適しているわけではありません。そのクラスによって、RAIDアレイで機能するか、それとも破壊するかが決まり、SMART属性によってあとどれくらい持つかがわかります。

RAIDアレイでは、属性5、197、198が示すのは、1台のディスクだけの危険ではありません。リビルドによって負荷が高まり、2台目の弱いディスクが故障する可能性があり、そうなるとリビルドは失敗し、プール全体が失われます。早めに対応してください。Seagateディスクでは、属性1、7、および195は数百万単位のRAW値を示しますが、これは正常です。RAWではなく、THRESHに対するVALUEとWORSTを見てください。

経験則。 ディスクに到達する前に書き込みがバッファで待機する場合（ライトバック、SLOG、電力損失保護 (PLP) のないディスクキャッシュ）、UPSは不可欠（クリティカル）です。キャッシュが読み取りのみを処理する場合、UPSは推奨となります。書き込みキャッシュは保護されたタイプ（RAID 1、5、6、または10）に保持し、Single、JBOD、またはRAID 0には絶対に配置しないでください。

メモリ（デュアルチャネル、ECC、モジュールの混在、症状、OOMエラー）については、RAMガイドの専用セクションに記載されています：NASのRAM。