Come scegliere il miglior NAS, secondo QNAP

Quando ci si accinge a scegliere un NAS va tenuto presente che i vari dispositivi acquistabili sul mercato sono molto diversi l’uno dall’altro e non è di fatto possibile consigliare un unico modello in grado di soddisfare tutte le esigenze. Il miglior NAS è quello che riesce ad adattarsi alle necessità del singolo utente, del professionista, dell’impresa: le caratteristiche e i prezzi di ogni dispositivo, inoltre, variano evidentemente da un modello all’altro. Insomma, come non esiste un vestito per tutte le stagioni, non è possibile suggerire un NAS per ogni genere di necessità.

Chi sceglie un NAS lo fa innanzi tutto per gestire i backup in maniera efficace, disporre di uno strumento in grado di gestire le copie dei propri dati in modo sicuro, capace di offrire importanti capacità di memorizzazione, che sia espandibile nel corso del tempo e che magari permetta di trasferire i dati anche su locazioni di backup offsite, per applicare la regola del backup 3-2-1.

Prendiamo come esempio i NAS QNAP: questi dispositivi non sono, ormai da tempo, solamente strumenti per il backup dei dati in RAID ma si sono trasformati in veri e propri server progettati per assolvere i compiti più disparati. Sul versante backup, un NAS QNAP può eseguire tutti tipi di processi di backup: sono adatti per creare copie di sicurezza di server, workstation, PC, sistema macOS, macchine virtuali, container, servizi cloud, file server, piattaforme SaaS utilizzando protocolli RTRR, rsync, FTP, CIFS/SMB e così via.

I NAS QNAP poggiano il loro funzionamento su un vero e proprio sistema operativo che offre già preinstallate diverse applicazioni e permette il caricamento di altri strumenti attraverso il ricco App Center.

Professionisti dello storage con QNAP

Con questo articolo proseguiamo con gli appuntamenti dedicati a coloro che desiderano beneficiare di consigli utili per innovare la propria infrastruttura aziendale scegliendo il giusto mix di dispositivi hardware, soluzioni software e tecnologie.
L’obiettivo è quello di aiutare professionisti e aziende a promuovere la transizione digitale accrescendo la produttività e la competitività dell’impresa.

L’intero progetto editoriale sviluppato in collaborazione con QNAP è incentrato sull’importanza del dato e sulle attività che devono essere messe in campo per preservare il suo valore. I video che offriamo a corollario di ciascun articolo, sono “pillole” che in circa 5 minuti raccontano le principali necessità dei professionisti e delle PMI nell’ambito della gestione dei dati suggerendo le migliori strategie per affrontare le sfide di oggi e diventare “Professionisti dello storage con QNAP“.

Differenza tra NAS QNAP basati su QTS e QuTS hero

QNAP offre due sistemi operativi differenti per i suoi NAS: QTS e QuTS hero: già questa è una caratteristica che indica chiaramente a quale “pubblico” si rivolge ciascun prodotto. I NAS basati su QuTS hero si rivolgono a un’utenza enterprise mentre gli altri vengono proposti alla fascia che va dagli utenti privati fino ai professionisti e alle PMI.

QuTS hero utilizza il file system ZFS ed è progettato per offrire una maggiore affidabilità e protezione contro la corruzione dei dati. Gli utenti che scelgono NAS basati su QuTS hero hanno a disposizione “cartelle” sulle quali è ad esempio possibile attivare la compressione dei dati e la deduplicazione. Con ZFS si possono infatti gestire anche configurazioni ibride in termini di storage che combinano hard disk e unità SSD di diverse dimensioni; inoltre, è possibile beneficiare di capacità fino a 5 Petabyte per ogni cartella condivisa. QuTS hero offre funzionalità avanzate di ridondanza e tolleranza agli errori che scaturiscono proprio dalle caratteristiche peculiari di ZFS.

La classificazione QTS-QuTS hero offre certamente una buona chiave di lettura per scegliere il NAS migliore per le proprie esigenze ma non è certamente un approccio sufficiente per selezionare il modello più adatto.

Scegliere il NAS con il selettore QNAP

Alcuni modelli di NAS QNAP sono ad esempio più adatti per la virtualizzazione, altri per il video editing, altri ancora per rivestire il ruolo di media server. In generale, alcuni NAS sono più indicati per svolgere alcuni compiti mentre altri sono migliori per gestire tipologie di attività differenti. Il selettore NAS QNAP è uno strumento che vi invitiamo a utilizzare per avere qualche suggerimento pratico sui modelli di dispositivi che meglio soddisfano le proprie esigenze.

L’applicazione Web proposta da QNAP aiuta a scegliere il NAS migliore tra quelli più adatti per le attività di videosorveglianza, per le esigenze multimediali (media server compreso), per l’archiviazione e il backup dei dati. Dopo aver indicato il numero di connessioni concomitanti che si prevede il NAS debba sostenere e il volume di dati da gestire stimato, il selettore QNAP mostra una serie di indicazioni dei modelli tra i quali è possibile scegliere. Non è indispensabile specificare subito la configurazione RAID prescelta: come spieghiamo più avanti, infatti, essa va a braccetto con la mole e la tipologia di dati da gestire ed è funzione del livello di prestazioni che si desiderano ottenere in fase di trasferimento dati.

Riteniamo davvero molto utili le caselle Focus poste nella colonna di sinistra del selettore NAS di QNAP: attivando le varie opzioni di scelta, si possono ad esempio estrarre dall’elenco proposto solo i NAS che offrono migliori velocità di trasferimento dati oppure quelli più adatti per la transcodifica video (ne parliamo più avanti), per la ottimizzare la collaborazione in team, per migliorare le prestazioni di macchine virtuali ed applicazioni virtual desktop.

I NAS che spiccano in termini di capacità e di throughput sono ad esempio più adatti per il video editing; quelli che hanno abilità limitate in fatto di transcodifica video non sono invece adatti per svolgere il ruolo di media server Plex.

Throughput e IOPS

Throughput e IOPS (Input/Output Operations Per Second) sono due metriche diverse utilizzate per misurare le prestazioni dei dispositivi di archiviazione come dischi fissi, SSD e altri sistemi per lo storage dei dati.

Il throughput, espresso in MB/s o Gbps, si riferisce alla quantità di dati che può essere trasmessa attraverso un dispositivo di archiviazione in un determinato periodo di tempo. Indica la velocità di trasferimento dei dati e può essere influenzato da fattori come la larghezza di banda dell’interfaccia di connessione (i.e. scheda di rete) e la velocità di lettura e scrittura del dispositivo di archiviazione.

Gli IOPS, d’altra parte, misurano il numero di operazioni di input/output che un dispositivo di archiviazione può eseguire ogni secondo: esprime quanto velocemente un dispositivo può gestire le operazioni di lettura e scrittura. È un dato ampiamente utilizzato per valutare la velocità di accesso a piccoli blocchi di dati, come nel caso di database o applicazioni con carichi di lavoro intensi in termini di I/O. Nel caso delle applicazioni di virtualizzazione, tranne alcune eccezioni, un valore elevato in termini di IOPS conta più del throughput.

Portandosi nella sezione Archivazione e snapshot di qualunque NAS QNAP quindi cliccando su Archiviazione, Dischi/VJBOD, è possibile verificare la tipologia di unità installate nel dispositivo ed eventualmente avviare un test di prestazioni per ciascuna di esse.

La scheda di rete installata nel NAS e l’infrastruttura locale sono essenziali per assicurare trasferimenti di dati veloci: inutile investire in unità SSD performanti e nella creazione di gruppi RAID composti da un buon numero di hard disk se non è possibile muovere i dati in rete locale o da e verso la LAN ad almeno 1 Gbps. L’utilizzo di cavi Ethernet adeguati, di router e switch in grado di gestire un’ampia larghezza di banda è essenziale per non introdurre colli di bottiglia che affossano le prestazioni di qualunque NAS.

Transcoding o transcodifica video

Si chiama transcoding o transcodifica video è il processo di conversione di un file multimediale da un formato a un altro, solitamente per adattarlo alle specifiche di riproduzione di un determinato dispositivo o applicazione. Durante il transcoding, il file originale viene decodificato, decompresso e quindi ricodificato nel nuovo formato richiesto.

Nel contesto dei server NAS, il transcoding è particolarmente importante perché consente la riproduzione fluida di contenuti multimediali su dispositivi con caratteristiche anche molto diverse l’uno dall’altro. Ad esempio, un video ad alta risoluzione con un formato particolare potrebbe non essere riproducibile su un dispositivo che non supporta quel formato o soffre di evidenti limitazioni in fatto di potenza di calcolo.

Grazie al transcoding è possibile adattare lo streaming video al dispositivo client e alle condizioni della rete che si stanno utilizzando: ad esempio, con l’obiettivo di ridurre il quantitativo di banda occupato, è possibile ridurre la risoluzione o abbassare il bitrate. In questo modo la riproduzione di un contenuto multimediale può avvenire senza intoppi anche quando le condizioni della rete in uso non risultassero ottimali.

Il transcoding è ovviamente una caratteristica eccellente che tuttavia richiede una discreta potenza computazionale per essere gestita, tramite una GPU dedicata, una GPU integrata o soltanto ricorrendo alla CPU: se si prevede di utilizzare un NAS come media server Plex, quindi, la scelta non dovrebbe cadere su un dispositivo provvisto di CPU senza neppure una sezione grafica integrata. Nel caso di Plex, lo streaming accelerato in hardware può essere abilitato anche sui NAS QNAP seguendo la guida ufficiale.

Configurazione RAID

RAID (Redundant Array of Independent Disks) è una tecnologia che combina più unità di memorizzazione formando un unico sistema di archiviazione per migliorare la capacità, la ridondanza e le prestazioni. Obiettivo principale del RAID è certamente quello di estendere le capacità di storage dei dati ma anche assicurare maggiore affidabilità e protezione dei dati.

Aggiungendo più unità in configurazione RAID, tipicamente aumenta anche il throughput. Ad ogni modo, alcune configurazioni RAID possono essere ottimizzate per ottenere maggiore capacità, per la massima ridondanza, per le performance (ad esempio RAID 10 è eccellente per far crescere il valore IOPS).

In tabella (fonte: QNAP, “Scelta del tipo di RAID ideale”), con la sigla VDI (Virtual Desktop Infrastructure) viene fatto riferimento alla creazione e gestione di desktop virtuali all’interno di un ambiente centralizzato. Invece di avere un desktop fisico separato per ciascun utente, VDI consente di eseguire e gestire più desktop virtuali su un unico server o cluster di server (in questo caso il server NAS QNAP).

Gli schemi RAID più utilizzati sui NAS, in breve

Lo schema RAID 0 (Striping) prevede che i dati vengano suddivisi tra più unità di memorizzazione senza alcuna ridondanza. Questo livello offre prestazioni elevate, poiché i dati possono essere letti o scritti contemporaneamente su più dischi. Tuttavia, non offre ridondanza e quando uno dei dischi presenta problemi hardware, si perdono tutti i dati.

Il livello RAID 1 (Mirroring) fa sì che i dati vengano duplicati su due o più unità identiche: ogni disco contiene una copia esatta dei dati, offrendo ridondanza. Se uno dei dischi presentasse dei problemi di funzionamento, i dati rimarrebbero accessibili dall’altra unità. RAID 1 è efficace per la protezione dei dati, ma non offre prestazioni migliori rispetto all’utilizzo di una singola unità.

Nella configurazione RAID 5 (Striping with Parity), i dati vengono suddivisi tra tre o più dischi con parità distribuita. La parità consente di ricostruire i dati in caso di guasto su una delle unità. RAID 5 offre prestazioni interessanti e una protezione dei dati adeguata.

Il RAID 6 (Striping with Dual Parity) si comporta in modo simile a RAID 5 ma utilizza due unità di parità, che forniscono una maggiore protezione. RAID 6 può sopportare il guasto simultaneo di due dischi senza perdita di dati, così come indicato in tabella. Tuttavia, richiede almeno quattro unità per l’implementazione.

Livelli RAID più avanzati, come RAID 10 (una combinazione di mirroring e striping), RAID 50 (una combinazione di striping e RAID 5) e RAID 60 (che offre la protezione più evoluta in assoluto) consentono di ottimizzare il rapporto tra prestazioni, ridondanza e capacità di archiviazione nei vari NAS.

Per un file server tipicamente è opportuno orientarsi su RAID 5 o RAID 6; se devono essere gestiti importanti volumi di file di piccole dimensioni, la cache SSD può aiutare (vedere più avanti). Se, viceversa, i file fossero di grandi dimensioni la cache può non risultare essenziale. Per un media server Plex si può utilizzare lo schema RAID 5 o RAID 6 e non c’è bisogno di attivare il meccanismo di caching.

QNAP RAID Calculator è un ottimo strumento che aiuta a fare qualche prova con le configurazioni RAID: si possono scegliere i “tagli” delle unità che si inseriscono nel NAS e, per ciascuno schema scelto, ottenere un’indicazione dello spazio disponibile per salvare i dati, del quantitativo di spazio destinato alla protezione dei dati e l’eventuale quantitativo di spazio rimasto inutilizzato.

Hard disk e unità SSD

I NAS QNAP possono accogliere sia i tradizionali hard disk magnetomeccanici, sia le più veloci unità a stato solido: i primi sono contraddistinti da un costo per gigabyte più contenuto ma gli SSD possono garantire, com’è noto, performance che sono ordini di grandezza più elevate in lettura e scrittura random 4K (il valore IOPS è nettamente superiore). D’altra parte, gli SSD SATA possono essere solo un paio di volte più veloci nelle operazioni di lettura e scrittura sequenziali rispetto agli hard disk. Per questo sono tanti i modelli di NAS QNAP che offrono la possibilità di collegare anche unità SSD PCIe M.2 NVMe al fine di massimizzare le prestazioni.

Se da un lato le unità SSD possono essere determinanti quando si ha a che fare con la gestione di importanti volumi di file di piccole dimensioni (per via del valore IOPS molto più elevato), per elaborare file di grandi dimensioni in modo sequenziale gli hard disk classici possono essere più che sufficienti.

L’aspetto interessante è che supponendo di usare, ad esempio, un paio di unità SSD configurate in RAID 1 e una dozzina di hard disk, si potrebbe rilevare che il gruppo RAID composto dai dischi fissi mostra un throughput maggiore rispetto alle unità a stato solido. La combinazione di più hard disk consente in questo caso di ottenere prestazioni di tutto rispetto in RAID superando anche le configurazioni composte da un numero ridotto di SSD: ciò è particolarmente importante nel caso delle funzionalità Cache e Qtier supportate dai NAS QNAP.

Cache e Qtier

Nel contesto dei NAS QNAP, Cache e Qtier sono due funzionalità che migliorano le prestazioni e l’efficienza di archiviazione. La cache è una porzione di memoria ad alta velocità, che di solito trae vantaggio dalle unità a stato solido e che viene utilizzata per archiviare temporaneamente i dati frequentemente utilizzati. Nei NAS QNAP, la cache può essere configurata in due modi:

– Cache SSD: aggiungendo un SSD al NAS e configurandolo come cache, è possibile accelerare notevolmente le prestazioni di lettura e scrittura, riducendo i tempi di accesso ai dati. I dati più frequentemente utilizzati vengono archiviati nella cache SSD, consentendo un recupero più rapido rispetto ai dischi rigidi tradizionali.

– Cache di sistema: i NAS QNAP offrono una cache di sistema basata sulla memoria del sistema (RAM). La cache di sistema accelera l’accesso ai dati, memorizzando i dati frequentemente utilizzati nella memoria del sistema per ridurre i tempi di latenza.

L’utilizzo di una cache SSD o di una cache di sistema può migliorare notevolmente le prestazioni del NAS, specialmente durante attività ad alta intensità di I/O come l’accesso a file di grandi dimensioni o l’esecuzione di applicazioni che richiedono un rapido recupero dei dati. Inoltre, l’utilizzo della cache è pensato per offrire un miglioramento delle prestazioni immediato, in tempo reale, per esempio al momento dell’apertura di un file.

Un aspetto importante, che abbiamo messo brevemente in evidenza nel paragrafo precedente, è che se si usasse un numero limitato di SSD rispetto a quello degli hard disk, nel caso in cui il throughput delle unità a stato solido fosse complessivamente inferiore, la cache lato SSD deve essere impostata in maniera tale da essere utilizzata solo per i trasferimenti di dati random 4K e non per le attività sequenziali.

Qtier, d’altra parte, è una funzionalità QNAP che ottimizza l’archiviazione dei dati in base alla loro importanza e frequenza di accesso; utilizza una combinazione di dischi rigidi tradizionali e SSD per creare un sistema di storage a più livelli, in cui i dati vengono automaticamente spostati tra i diversi livelli di archiviazione in base alla loro utilizzazione.

I dati più frequentemente utilizzati vengono posizionati su SSD ad alte prestazioni per garantire un accesso veloce e ridurre i tempi di latenza; viceversa, i dati meno frequentemente utilizzati vengono posizionati sugli hard disk tradizionali con capacità di archiviazione maggiore, riducendo i costi e ottimizzando lo spazio disponibile.

Qtier monitora costantemente il comportamento dei dati e li sposta dinamicamente tra i livelli di archiviazione appropriati, garantendo un equilibrio tra prestazioni, efficienza di archiviazione e costo. In questo modo, i dati più importanti e frequentemente utilizzati sono posizionati sui dispositivi di archiviazione più veloci, mentre i dati meno utilizzati vengono spostati su dispositivi a capacità maggiore ma meno performanti.

La configurazione di Qtier si concretizza accedendo all’area Archiviazione/snapshot già vista in precedenza, selezionando uno storage pool quindi cliccando su Gestisci e infine su Azione, Upgrade con Qtier.

L’utilizzo congiunto di cache e Qtier nei NAS QNAP consente di migliorare le prestazioni globali del sistema, accelerare l’accesso ai dati più frequenti e ottimizzare l’utilizzo dello spazio di archiviazione disponibile. In generale, tuttavia, Qtier non va abilitata nel caso in cui il throughput degli SSD in configurazione RAID fosse inferiore rispetto a quello degli hard disk nel loro complesso.

Quali sono le configurazioni del NAS che influenzano prestazioni e caratteristiche

• Configurazione RAID: ha conseguenze dirette in termini di capacità, throughput, IOPS, integrità e protezione dei dati;
• Potenza della CPU: influenza throughput, IOPS, potenza computazionale;
• GPU integrata: migliora significativamente le capacità di transcoding e la riproduzione di contenuti multimediali via HDMI;
• Connettività di rete: impatta su throughput e IOPS;
• Tipologia delle unità di memorizzazione: ha conseguenze dirette su throughput, IOPS e capacità;
• Numero di vani: a seconda delle unità inserite nel NAS, ha impatto sulla capacità e sul throughput.

NAS QNAP: grandi possibilità di espansione

I NAS QNAP assicurano diverse opzioni di espansione per aumentare la capacità di archiviazione e le funzionalità dei dispositivi. Le piattaforme di storage cloud prevedono la sottoscrizione di abbonamenti che, seguendo il fenomeno della crescita dei dati (il volume di informazioni da memorizzare è sempre crescente), tendono a diventare via via più onerosi. Acquistare un NAS che offre ampie possibilità di espansione è una soluzione “a prova di futuro“: non si resterà bloccati perché ci si trova nelle condizioni di non riuscire più a salvare dati sui propri dispositivi di memorizzazione.

La crisi di storage si verifica quando un’azienda si trova di fronte a una situazione in cui la capacità di memorizzazione dati è limitata e non è in grado di soddisfare la crescente quantità di dati generati e archiviati. Questa situazione può verificarsi quando un’azienda accumula una grande quantità di dati nel corso del tempo senza adeguare la propria infrastruttura di storage o senza implementare strategie di gestione dei dati scalabili. I NAS QNAP aiutano a scongiurare questo fenomeno.

A parte l’aggiornamento dei dischi, ovvero la sostituzione delle unità di memorizzazione inserite nei vani del NAS con modelli più capienti, tanti prodotti QNAP integrano slot di espansione interni che possono essere utilizzati per collegare hard disk aggiuntivi o SSD. Alcuni modelli di NAS QNAP, inoltre, permettono di connettere unità di espansione esterne attraverso collegamenti SATA/SAS o USB.

È inoltre possibile, a seconda dei modelli, inserire schede di rete aggiuntive per estendere le opzioni di connettività: ad esempio, si possono installare schede di rete 10 GbE per ottenere una connessione di rete ad alta velocità massimizzando la banda disponibile e riducendo i tempi di trasferimento di volumi di dati importanti all’interno della LAN così come da e verso la rete Internet (cosa particolarmente utile per non creare colli di bottiglia e sfruttare al massimo le connessioni ultrabroadband).

Gli slot interni al NAS permettono in alcuni casi anche il collegamento di schede video dedicate che, come spiegato in precedenza, aiutano a velocizzare le operazioni di transcodifica e in generale le attività che possono ottenere più benefici spostando i carichi di lavoro sulla GPU.

La lista delle espansioni disponibili per i NAS QNAP contiene le informazioni di compatibilità circa i dispositivi hardware che possono essere connessi con ciascun modello.

Accedendo al pannello di controllo del NAS QNAP quindi selezionando Hardware e infine cliccando sulla scheda Risorse hardware, è possibile verificare l’elenco dei dispositivi di espansione rilevati e configurarli automaticamente.