NASへのアクセス高速化　リンクアグリゲーションを使用した安定した通信を目指す！

2020年4月21日2020年4月22日

あるユーザー様より、社内のNASへのアクセススピードが遅いのでなんとかして欲しいと依頼を受けました。
デザインを主に生業としている方で、PhotoshopとIllustratorをメインでご使用されています。

症状を確認したところ、
①NASへのアクセス時(フォルダ参照時)にサムネイル表示に非常に時間がかかる
②フォルダの階層を掘り下げて行った時に、エクスプローラー上の進行状況バーが進まず、ファイルが出てくるのに時間がかかる
という２点が主に大きな問題でした。

実際に、ネットワーク構成と配線関係を見せて頂いた結果、NASへのアクセススピードの改善を図れる提案としては、以下が考えられました。

◆全てのLANケーブルの張替に関して
確認したところ、CAT5eとCAT6が混在してました。
また、フラットケーブルも使用されていたので、全LANケーブルをCAT6Aのノーマルタイプで、スイッチからダイレクトに引き直しします。
やはりフラットケーブルはノイズに弱いので、ノーマル形状のLANケーブルを利用します。
LANケーブルに関しては、今後の事も考えて、10Gbps対応のCAT6Aを選択。
スイッチからのダイレクトの配線をする事により、障害時の切り分けのしやすさを考慮。

◆16ポートのスイッチの提案
現状が４個のハブでカスケード接続されており、障害時の切り分けが難しい状況です。
端末はPCやプリンタ、NAS、無線APを含めて９台でした。
LANを１台のハブで集約し、リンクアグリゲーションも使用したかったので、16ポートスイッチを選択。
リンクアグリゲーション対応のスイッチを探した結果、
NETGEARの GS716T-300AJS 　 ギガビット16ポート SFP2スロット レイヤー2+ スマートスイッチ
が価格と性能のバランスが一番良いと思い選定しました。

◆RAID6のNASの提案
現状NASの利用状況は以下となります。
①RAID1ミラーリング
②クラウドバックアップ
③使用量は約1.5TB(今後5年で約2TB増加が予想される)

障害耐性やアクセススピードを考え、
①RAID6対応
②Amazon S3対応
③リンクアグリゲーション対応
④停電時の対応
を満たせる製品として、Thecus N5810PROを選定。

こちらの商品は、RAID6対応で５本のHDDを装着可能です。
RAID6は、(本数-2)×1本当たりのHDD容量が、実利用できる容量となる為、2TB×5本で
(5-2)×2TB=6TB
6TBが利用できるタイプで選定しました。
またRAID6は、同時に2本のHDD障害に対応できます。

クラウドバックアップとして、Amazon S3に対応しています。(別途Amazonで契約が必要)

リンクアグリゲーションとして、Load Balance、Failover、802.3ad、Balance-XOR、Balance-TLB、Balance-ALB、Broadcastの7つのモードに対応しています。
今回、使用するのは、802.3adです。
LANポートは5口持っています。

ミニUPSも内蔵させる事ができ、停電時も安全にシャットダウンが可能です。
詳しくは
http://japanese.thecus.com/product.php?PROD_ID=108
をご参照下さい。

スイッチングハブとNASの接続イメージとしては、こんな感じとなります。

今回のNASとスイッチはジャンボフレームに対応しておりますが、 ジャンボフレームを使用すると、ショートパケットに関してはむしろ遅くなる事もあるようなので不使用とします。
また、10Gbpsのネットワーク構築も考えたのですが、全ての機器を対応させる必要がありますし、ハブだけでも数十万円するので今回は見送る事にしました。

では、検証も含めて実際にスピードの違いを見てみる事にしましょう

LAN1を使用した通常の接続スピード

NAS側のネットワーク設定を見てみると

LAN1が、1000Mbpsになっていますね。
IPは、192.168.1.100/24です。

この状態でNASへのスピードテストをやってみると

LAN2&3を使用したリンクアグリゲーションでの接続スピード

NAS側のネットワーク設定を変更します。

アグリゲーションモードは802.3adを選択し、IPアドレスは192.168.1.102/24で設定します。

BOND0が出来上がり、デバイス速度が2000Mb/sとなっているのが確認できます。
どうやら、リンクアグリゲーションを設定すると、LAN1は無効になるようです。
リンクアグリゲーションを設定しなければ、LAN1～5にそれぞれ違うIPを付与し接続できたのですが、リンクアグリゲーションの場合は排他になるようです。

続いてスイッチの設定も変更しておきます。

ポート1～4までをLAG1グループでくくります。

LAG TypeをStatic→LACPへ変更します。

この状態でNASへのスピードテストをやってみると

LAN2&3&4を使用したリンクアグリゲーションでの接続スピード

ネットワークの設定変更をします。

LAN2&3&4を組み合わせ、802.3ad、192.168.1.102/24で設定します。

BOND0が、3000Mb/sなのが確認できます。

この状態でNASへのスピードテストをやってみると

LAN2&3&4&5を使用したリンクアグリゲーションでの接続スピード

ネットワークの設定変更をします。

LAN2&3&4&5を組み合わせ、802.3ad、192.168.1.102/24で設定します。

BOND0が、4000Mb/sなのが確認できます。

この状態でNASへのスピードテストをやってみると

テスト結果

Read(読み込み)の最高値は、LAN2&3の2ポート使用時。最低値は、LAN1の1ポート使用時。
Write(書き込み)の最高値は、LAN2&3&4&5の5ポート使用時。最低値は、LAN1の1ポート及びLAN2&3&4の3ポート使用時。

と言う結果となりました。

1Gbpsのネットワークで、800～900Mbps出ているの、おおむね満足できる結果かなと思います。
リンクアグリゲーションの効果も見て取れました。
実際設置する際は、Read優先のLAN2&3かWrite優先のLAN2&3&4&5の選択が悩ましいところですね・・・

使用されているPCが1Gbpsなので、いくらNASが4.000Mbpsの通信ができてもMAX1Gbpsでしか通信できません。
理想は、複数のPCからNASへの同時接続時に、 どれだけ速度低下を抑えれるかと言うところにあります。
下記が理想図です。

MAXの1.000Mpsは出ないにしても、検証結果ぐらいの数字が出てくれれば嬉しいんですけどね！

AMAZON S3へのクラウドバックアップテスト

現在お使いのNASが、某クラウドへバックアップしていると言う事もあり、AMAZON S3へクラウドバックアップが正確にできるか検証してみました。

S3のアカウントが必要だったので、無料アカウントを作成しました。
1年間は5GBまで無料みたいです。
5GB以上に関しては、50TB/月までは、0.025USD/GBと言う事です。
詳しくは下記のサイトをご参照下さい。
作成後、バケットを作成しておきます。

https://aws.amazon.com/jp/s3/pricing/?nc=sn&loc=4

リージョンは、アジアパシフィック(東京)にして下さいね！

NASのコントロールパネルから、バックアップ→AWS S3に進んでいくと下記の画面が出てきます。

アクセスキーIDと秘密のアクセスキーは、S3のIAMのユーザー作成画面から取得する事ができました。
入力後、バケットを取得ボタンを選択すると、作成したバケットが出てきます。
次へを選択すると画面が切り替わり、NAS上のどのフォルダをバックアップするかを選択する画面が出てきます。
ちなみに、選択できるのは、NASのルートディレクトリーのフォルダのみとなります。
フォルダを選択すると下記の画面が出てきます。

直近の時間にスケジュールを設定し終了ボタンを選択します。

現在の動作が完了となりバックアップが無事完了しているのが確認できました。
一応、S3の方も確認してみると

同期が取れているのが確認できました。

AMAZON S3の設定は簡単だったんですが、やはりネックは価格ですね。
0.025USD/GBなので、仮に1.5TB(1500GB)の容量をバックアップすると、37.5USD/月必要となります。今のレートで約4.100円/月です。

NAS本体はRAID6で障害耐性に優れていますが、災害等でNAS本体がダメージを負った場合の事を考えると、クラウドバックアップもあった方が良いのは間違いないと思います。
クラウドバックアップに関しては、費用対効果をどう取るかですね！

万が一の時にデータ復旧する時は、以下の画面からできます。(テストをした結果、動作確認できました)
S3からデータを取り出す際も、多少の費用がかかるようなので気を付けてくださいね。

最後まで読んで頂きありがとうございました。
質問等あれば、お問い合わせからご質問下さいね！