NAS 篇三:万兆+ SSD 缓存!打造超越白裙配置的黑裙![Part2] Nvme 王道复活!

2019-12-28 18:10:47 199点赞 1237收藏 218评论

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创作立场声明:1. 本系列文章讨论NAS与局域网, 请小编高抬贵手不要分类到无线网络去
2. 如果你读了开头, 有“可我的宽带才300M”的想法, 那么这文章还不适合你的需求, windows下请按Ctrl+W, iOS请按Home键,安卓我不熟.....

首先我把大家问得比较多的有用信息链接列表如下:

篇一: 万兆交换机&网卡选择

篇二: SATA SSD缓存实测与否定 同时有DS918+固件的硬件要求

篇三: Nvme SSD缓存使用的硬件与固件要求

篇四: 降成本, 提性能

还是建议大家按顺序阅读, 不容易产生误解

购买理由

接上篇, SATA SSD 在黑群晖中用作缓存, 已被实验证明助益不大, 而DS918+ boot loader 1.04b 发布后, 我一直关注Xpenology的相关讨论, 时间到了11月底, 在一片双11紧接着黑五的忙乱(忙着下单,转运, 收货万兆+ SSD 缓存!打造超越白裙配置的黑裙![Part2] Nvme 王道复活! )后, 有一天发现Xpenology上有大侠发现了DS918+ 固件的Nvme设备识别机制, 原来群晖不同的机型, 有些支持Nvme, 有些不支持, 而支持Nvme的机型如DS918+, 它的Nvme驱动 : /usr/lib64/libsynopnvme.so 是群晖自己写的而不是通用的, 反编译后可以发现DS918+ 机型的PCI 总线设备地址是固定的0000:00:13, 其他各种机型, PCI总线设备地址各不相同,这就是为什么白群DS918+支持Nvme SSD缓存, 而黑裙DS918+绝大部分都不可以,因为大家DIY的通用主板上插Nvme设备, 不大可能PCI总线设备地址和白群这样定制主板的一样。(Xenology论坛的讨论帖子文末附上, 很长, 我就把英文结论的大意用中文讲一下), 这里附上大神反编译的截图:

万兆+ SSD 缓存!打造超越白裙配置的黑裙![Part2] Nvme 王道复活!

有了发现, 自然有大神当场给出解决方案, 没几天就有了针对DS918+固件的解决方案, Nvme SSD复活了。 我没啥说的, 乘双12来临, 最近的当红炸子鸡--东芝RC500 256G Nvme SSD 来一对!

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外观展示:

第二天东哥快递送来RC500一对, 250G的

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平台为了看到M.2 Nvme的全部威力, 直接用了技嘉B365M小雕, 双M.2 PCIeX4期望发挥Nvme SSD全部威力!内存DDR4海盗船白金统治者, 没有其他DDR4内存了,暂时从另一台上拆一对拔了8G过来。

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注意主板的这个特点: 6SATA, 双全速M.2 , SATA的位置是向上而不很多所谓电竞板的侧向开口, 安装过万由 UNAS NSC-810A箱子的都知道, SATA口侧开安装时会有多麻烦!万兆+ SSD 缓存!打造超越白裙配置的黑裙![Part2] Nvme 王道复活! 。 我原来的正选主板ASUS M8G 就是因为侧开, 不锯前面钢板是没办法插满6个SATA口了。 只好把原来升级主机用的技嘉B365M 魔改Bios拿过用, M8G 改了Bios继续顶一会主机MB角色万兆+ SSD 缓存!打造超越白裙配置的黑裙![Part2] Nvme 王道复活!

电源海韵 SS-350M1u 金牌, 请人重做了软线,否则在万由810机箱很容易24pin不够长, 需要延长, 而延长线24pin个子很大, 很容易出问题(说多了都是泪, 因为这个差点以为目前的Nvme不能稳定使用了)

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安装与DSM调试:

测试的时候主板技嘉B365M , CPU Xoen E3-1235Lv5 魔改bios硬上, Intel X550 万兆网卡,4T 西数企业盘做存储盘。 因为 万由 810A机箱有8个盘位, 所以只插了前6个盘到主板, 后两个要用, 70块买个Asmedia 1062 SATA卡的事, 等有需要再说。 两块RC500 250G SSD, 分别放两个全速M.2槽上。 这时候我什么也没做,开机还是在DSM6.2里找不到两块RC500, 接下来的步骤用于复活Nvme支持:

  1. 登陆DSM管理页面,然后在DSM 控制面板“终端机与SNMP”栏目中, 勾选打开SSH, 端口就默认的22好了。

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  3. 从这个链接下载用于修改Nvme驱动的脚本libNVMEpatch.sh:
    https://xpenology.com/forum/applications/core/interface/file/attachment.php?id=7679

  4. 不管你用FTP也好, DSM文件管理器也好, 把这个libNVMEpatch.sh 拷进你的黑群晖里, 比如, copy 进共享文件夹 PublicShare

  5. 打开putty或其他SSH工具, 登陆群晖的SSH, 地址填黑群IP地址, 端口就是刚才默认的22


  6. putty 登陆putty 登陆

  7. 如果第一次登陆,出现认证码, 请点OK

  8. 用admin 账号和密码登陆, 进入SSH命令行, 接下来都是敲命令行:

  9. sudo -i ( 提示符后再次输入admin密码, 获得root权限)

  10. 找到你的共享文件夹比如PublicShare, 我的在/volume1/PublicShare

  11. cd /usr/local/etc/rc.d/

  12. cp /volume1/PublicShare/libNVMEpatch.sh .

  13. chmod 755 libNVMEpatch.sh (这步是让.sh文件具有可执行权限)

  14. 退出SSH

注意这里libNVMEpatch.sh在rc.d目录下, 已经成了一个自启动执行文件, 但其实这主要是防止一些小版本升级不小心改到了Nvme驱动二进制文件, 把patch覆盖了。 如果你能忍住不升级, 只执行一次也是可以的

接下来就是重启黑群, 再次开机后,登陆DSM,打开“存储空间管理员”, 可以看到HDD/SSD栏下面, 赫然已经认出了两块Nvme缓存设备!!

万兆+ SSD 缓存!打造超越白裙配置的黑裙![Part2] Nvme 王道复活!

接下来没啥好说的“ SSD缓存” 一栏下面对Volume1创建读写缓存, 为了SSD的寿命和速度, 这里只创建200G的缓存, 留出30G做后备, 经过一阵子等待, 缓存创建完成,

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测试与对比:

与SATA SSD时的测试一样原理,在“SSD缓存”--“设置”中关闭"跳过连续I/O“以达到100% 缓存所有读写的目的。测试都采用SAMBA协议。

连续大文件读测试

首先是一次NAS到PC的读操作, 组成是10来个500M到10G大小不等的视频文件,由于第一次缓存是空, 速度其实是机械硬盘的速度。 但亮点是, 与SATA SSD 缓存不同, 速度稳定在170~150M之间,没有明显下跌!说明当缓存在Nvme PCIe 通道时,对SATA 通道影响极小

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接下来的第二次读, 同样内容, 不同的目的地( 为了保证没有win10缓存影响, 我实际上换了另一台PC)。可以见到此时速度几乎已经是万兆网络的极限, 且非常平稳:

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连续大文件写测试:

首先是大文件写测试,对象是一个大于10G的mkv文件, 基本全程稳定在900MB/s左右, 完全不会像SATA 缓存那样波动

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大量小文件 (4K) 写测试

我从我的照片库里找了一个文件夹由600多个照片文件组成, 有JPG也有RAW文件, 大小从4M到40M不等,总量在16G左右,一次性用paste命令向NAS拷贝, 可以看到前期(多为小容量JPG文件) 略有波动, 后期都是nikon D850单反的NEF 格式RAW文件了,速度稳定在370~400MB/s之间

万兆+ SSD 缓存!打造超越白裙配置的黑裙![Part2] Nvme 王道复活!

测试中的插曲是, 在一次4K测试中, 我的黑裙DS918+ 莫名重启了, 害得我的主硬盘也文件系统损坏, 修复了10来分钟。 修复重启后打开日志, 发现如下:

SSD 过热重启SSD 过热重启

没想到DSM对SSD的保护这么严, 好吧, 于是又给两片SSD都添了马甲, Jonsbo的看起来比较厚, 就他了。 之后在“存储空间管理员” --"HDD/SSD"--状态下查看两块SSD的温度, 就再没超过50C

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总结

到这里我想不用我分析, 大家也看到了如果采用2块性能不错的Nvme SSD做缓存, 基本可以在日常使用把被缓存的黑裙NAS中的单HDD盘当作是一块SSD用, 当然读写都不可能超过1GB/s的万兆网速限制万兆+ SSD 缓存!打造超越白裙配置的黑裙![Part2] Nvme 王道复活! 。 以我的使用习惯为例, 基本黑裙主要是下载美剧, 一集不会超过1GB,或者存储每次出游的照片, 一般在2,30G一次, 如果是长途旅游比如美国西部, 西班牙安达卢西亚这样10天以上的, 才可能会有200G以上。 这样算下来, RAID1 的两块250G SSD应该基本都能够缓存下。 我想这已经比同样混合SSD/HDD的Apple的Hybrid disk更爽了吧。

纵观目前群晖自家的NAS型号, 顶级家用的DS918+有两个m.2可以扩充Nvme SSD, 但却只有单千兆网卡且没法扩充。 企业版的如DS1018+有PCIex8槽, 可以用M2D18扩充NVme SSD, 也可以扩充万兆网卡, 但两者不能得兼。 所以, 看起来似乎我这个黑群, 8盘位(目前插6盘)+万兆网卡 + E3 V5 CPU + 8G DRAM, 似乎已经是全面超越了啊万兆+ SSD 缓存!打造超越白裙配置的黑裙![Part2] Nvme 王道复活! 万兆+ SSD 缓存!打造超越白裙配置的黑裙![Part2] Nvme 王道复活! 万兆+ SSD 缓存!打造超越白裙配置的黑裙![Part2] Nvme 王道复活! (低调,低调)。

万兆+ SSD 缓存!打造超越白裙配置的黑裙![Part2] Nvme 王道复活!

当然, Nvme SSD cache 不会没有缺点, 首先是数据安全性的下降, 刚才提到的一次过热重启就是证明, 由于发生在对NAS写操作的时候, 令NAS 文件系统被部分破坏, 这也是为什么群晖DSM坚持一定要双SSD RAID1 才能打开写缓存的原因吧。

另一个缺点是: 使用写缓存后, 有很长的“贤者时间”万兆+ SSD 缓存!打造超越白裙配置的黑裙![Part2] Nvme 王道复活! 。 简单说, 就是SSD帮你缓存了要写进NAS硬盘的数据后, 应该在闲时把数据写回到硬盘中去, 不知为何群晖DSM的这个时间特别漫长, 如果是Nvme SSD 写缓存的话, 经常写进NAS很爽只要几秒钟, 但是接下来可能几十分钟都在把数据写回硬盘。 如果打开“资源监控”--“磁盘”-“全部”, 可以看到从缓存写回硬盘的速度只在10MB/s左右, 难怪要这么慢......万兆+ SSD 缓存!打造超越白裙配置的黑裙![Part2] Nvme 王道复活!

从缓存写回硬盘: 8~9MB/s从缓存写回硬盘: 8~9MB/s

最后一个问题是: 我发现用RC500 SSD缓存后, 读写的速度不稳定, 特别是写, 如上图是900MB到1GB每秒, 但有时候不是4K小文件, 也会突然掉到200,300MB/s的写速度。 但过一天速度又恢复了。 这样的原因, 我也发现了, 容我卖个关子, 到【 Part 3】抠与优化 再讲万兆+ SSD 缓存!打造超越白裙配置的黑裙![Part2] Nvme 王道复活!


最后, 许多朋友说Xpenology不容易上, 这里把脚本放我度盘了

链接: https://pan.baidu.com/s/1QP7RkpPosIhBamgA3yIqKQ

提取码: mqxa

最后的最后, 附上Xenology论坛的相关话题链接, 感谢这些Geek们的努力,我们才有黑群用!(可能被墙)

https://xpenology.com/forum/topic/13342-nvme-cache-support/page/2/?tab=comments#comment-125506

后记, 近日发现DS1019+的DSM 6.2 bootloader也出现了, 分析了下觉得和DS918+在总硬件能力上差不多, 初始的配置比DS918+好, 但现在的DS918+ bootloader 也都改成了16盘和双网卡, 对我来说差不多了, 大家依喜好而定, 至于Nvme支持, 我也只保证DS918+可以工作

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