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Linux-Magazin 07/2016
© Wavebreak Media Ltd, 123RF

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Performancemessung von Samba-Fileservern

Leistungsdiagnostik

Performance von Fileservern ist ein vieldiskutiertes Thema mit zahlreichen Facetten. Das Internet versammelt eine große Zahl von Berichten und Analysen über die Leistung von Samba & Co.

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Benchmarks für Netzwerk-Dateisysteme sind schwieriger, als es auf den ersten Blick scheint. Kompliziert daran ist vor allem, dass viele Faktoren Einfluss auf die Resultate haben: die Speichermedien, das Netzwerk, die Treiber, Caches oder andere Komponenten des I/O-Stack. Um nicht ins Uferlose zu geraten, ist also zuerst die wichtigste Frage zu klären: Was will ich wissen?

Wer Samba mit anderen Netzwerk-Filesystemen wie NFS oder anderen Dateiübertragungs-Technologien wie FTP vergleichen will, sollte dabei – wenn irgend möglich – identische Hardware benutzen und dafür sorgen, dass auch das Transportprotokoll im Netzwerk das gleiche ist. Sonst hält man unter Umständen die schnellere Platte für die effizientere Software. Ist dagegen nur der maximale Durchsatz zu bestimmen, bleibt die Vergleichbarkeit außen vor.

Wieder ein anderes Ziel könnte sein, den Samba-Host zu tunen. Dann müssen die Tester jene Einflüsse auseinanderhalten, die einzelne Komponenten auf die Performance haben. Das führt vermutlich eher zu abstrakteren Testszenarien mit synthetischen Benchmarks. Bei der Ressourcenplanung wiederum kann es im Gegenteil günstig sein, die Messungen unter Bedingungen zu absolvieren, die so realitätsnah wie möglich sind. Dafür bieten sich Applikations-Benchmarks an.

Rückblick

Samba-Benchmarks sind in unterschiedlichen Konstellationen schon oft Gegenstand von Studien und Artikeln gewesen. Auch das Linux-Magazin hat sich mehrmals damit beschäftigt, zuletzt in der Ausgabe 02/2013. Autor Michael Kromer verglich damals Samba mit anderen Netzwerk-Dateisystemen, nämlich Gluster-FS, Ceph und NFS 3 sowie NFS 4. Allerdings hatte der Test damals bei Gluster-FS und Ceph keine großen Cluster zum Gegenstand, bei denen sich der Overhead dieser Dateisysteme vermutlich relativiert hätte.

Die Messungen aller Kandidaten liefen auf identischer Hardware: zwei Dell-Server mit Quadcore-Xeon-CPU, 16 GByte ECC-RAM und Intel-SSD der 710 Series sowie Festplatten von Western Digital. Samba schnitt dabei, gemittelt über alle Disziplinen, als guter zweiter Sieger hinter NFS 4 ab und leistete sich keine Ausreißer. In einzelnen Wettbewerben errang es Spitzenwerte (Abbildung 1).

Abbildung 1: Einzelmessungen der atomaren Dateioperationen unter Linux mit verschiedenen Netzwerk-Dateisystemen im Vergleich.

Die Ergebnisse dieses Linux-Magazin-Benchmark decken sich ganz gut mit den Aussagen der Samba-Doku [2] zum Performance-Thema. Darin schreiben die Samba-Macher:

"Allgemein kann gesagt werden, dass Samba ähnliche Durchsatzraten wie FTP erzielt. Es sollte ein deutliches Stück schneller als NFS arbeiten, wobei dies vom System abhängt. Es gibt einige Vergleiche zwischen Samba und Novell, NFS oder NT. In manchen schneidet Samba am besten ab, in anderen am schlechtesten. Es ist zu vermuten, dass der größte beeinflussende Faktor nicht Samba selbst, sondern die Kombination von Hardware und Treibern der verschiedenen Systeme ist. Bei der Verwendung ähnlicher Hardware sollte Samba sehr wohl wettbewerbsfähig sein."

Die Samba-Dokumentation hat auch noch einige Tuning-Tipps auf Lager, von denen etliche aber inzwischen reichlich bejahrt sind. Sie beziehen sich etwa auf 2.4er Kernel und Windows 2000.

Aktuelle Ergebnisse

Auch neuere Messungen bestätigen die Position von Samba im Vergleich zur Konkurrenz. Allerdings macht Ferhat Akgün in [3] eine Einschränkung. Seine Messungen der Zeitdauer verschiedener Kopier- und Löschvorgänge unter Linux legen nahe, das NFS besonders bei vielen kleinen Files schneller als Samba ist, wogegen der Vorsprung bei mittelgroßen (ab 1 MByte) und großen Files schrumpft. Als Server verwendete dieser Tester NFS 4 auf einem Synology NAS (Disk Station DS213J) unter DSM 5.2.

Zum Thema Samba auf NAS-Systemen hat auch der Synology-Konkurrent Qnap eigene Messungen der Fileserver-Performance seiner Systeme veröffentlicht [4]. Danach erreichen die besten seiner Geräte mit großen Files und über Gigabit-Ethernet lesend und schreibend jeweils um die 100 MByte/s.

Will der Tester statt der Dateioperationen in Form von Unix-Kommandos spezielle Benchmarksoftware verwenden, muss er nicht auf die Praxisnähe verzichten. So ist es die Idee von Dbench [5], geschaffen vom Samba-Entwickler Andrew Tridgell, einen speziell zusammengestellten Mix aus Filesystem-Operationen auszuführen. Die Mischung, die im Bedarfsfall exakt einen realen Workload nachbilden kann, ist in so genannten Loadfiles enthalten. Vorgefertigte Loadfiles gibt es für NFS-, Samba- und I-SCSI-Workloads. Sie bestehen aus Mitschnitten echter Läufe von Netbench, dem Standard-Fileserver-Benchmark unter Windows.

Openbenchmarking.org [6] setzt Dbench auch für einen Vergleich verschiedener Speichermedien ein und listet dafür lange Reihen von Resultaten, die zum Beispiel von einem Client mit 6,65 MByte/s (Western Digital WD1600BUDT-6) bis zu einem mit 471,21 MByte/s (Intel SSD SC2BB24) reichen (Abbildung 2). Die Resultate erlauben es abzuschätzen, welches Speichermedium welche I/O-Leistung erbringen kann, wenn der Generator es mit einem emulierten Samba-Workload beschäftigt.

Abbildung 2: Openbenchmarking.org vergleicht mit dem Samba-Benchmark Dbench eine große Anzahl verschiedenster Speichermedien.

Auch der Serverhersteller und Hoster Thomas Krenn AG hat etliche Vergleichstests mit Dbench dokumentiert, die vor allem die Einflüsse von Caches und die Leistung eines Raid-Controllers demonstrieren sollen [7]. Sogar die Offerten von Cloudanbietern wurden mit Dbench schon verglichen, beispielsweise die von Profit Bricks Cloudserver-Instances verglichen mit Amazons AWS-EC2-Instances Type m3 [8]. Die Ausführenden waren in diesem Fall allerdings nicht unparteiisch – schade.

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