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[Synology] DS918+ 初期導入時にはJBOD HDD、その後、メモリ増設・SSDキャッシュ増設・HDD追加でRAID 5によりフルスペック化 — アプリ/ツール構成 [2021/08/28]

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harikiri

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はじめに

最近まで、大きな勘違いをしていいたため、本内容について以下の修正をしています。(1) 最初に1台のHDDでNASを構築する場合、HDDをbasic設定ではなく、JBODもしくはSHRにしなければなりません。(2) JBODもSHRも1台のHDDでNASを構築することができ、後のHDD追加によりHDD容量を1つのボリュームへ追加が可能であり、更に他のRAIDモードへの変更も可能です。このことに気づくには、既にbasic SSDで構築していたDS920+に追加のSSDでRAIDモード変更を実施する時までかかりました(2021/03/05)。

当サイトのDS920+では既に、basic HDDで構築してしまっていますが、新たに追加するSSDが1台以上の場合はSHR (SynologyHybrid RAID *1)、または、2台以上の場合はSHR又は他のRAIDに設定が可能なので、basic HDDで高築したNASをレスキューするには、SSDを新たなボリュームとして追加した後、既存のSSDに存在するフォルダ構成を、追加のSSDにコピーして移行していく方法しなないようです。現在は、その方法でSSDを追加することに取り掛かっています。この記事のレスキューとして、そのうち、その方法については、報告する予定です(2021/03/05)。

SHR

とは、通常のRAIDは、構成HDDの内で最も小さい容量のHDDに他のHDDに対しても合わせます。そのため最も小さいHDD以外のより記憶容量が大きいHDDの容量の内、その差分が活用されません。SHRではその差分の容量も活用することができます．
しかし、SHRが使用できる製品は、僕が知る限りDS920+などのエントリー機種です。最近、追加したDS1621xs+ではSHRの選択肢はありませんでした。DS1621xs+にはRaid 5でStorageを構成しています。

NAS導入によるblogの構築については、以下の記事もご覧ください。

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SSD

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概要

https://www.synology.com/ja-jp/products/DS918+

DS918+はスペック的にはHDDスロット4ベイの高性能のクラスになります。「+」がついているプラス・シリーズでは、ファイルシステムとしてBrtfsが使えます。このフォーマットでは無料のパッケージのSnapshot Replicationというバックアップソフトの使用が可能になります。ランサムウェアの対策としてよく使われているバックアップソフトです。

DS918+は、将来の拡張性も高いため、家庭内のサーバーとして購入しましたが、正直言って、標準構成のままでは、動画サーパーとしては役不足でした。

以下、示すように画像ファイルが関わる処理では、端末側(iPad/iPhone)の表示に少なくないストレスを感じました。

  • Video Station (DS918+), DS video (iPad/iPhone)で動画の視聴
    • 動画ファイルのサムネイルの表示が、カクカクするし、スムーズにスクロールしない
  • Audio Station (DS918+), DS audio (iPad/iPhone)で音楽再生
    • 音楽ファイルに関連付けたサムネイルの表示が、カクカクするし、スムーズにスクロールしない

その後、「メモリー」、「SSDキャッシュ」、「8TB HDD」追加の拡張を行い、ほとんどフルスペックとなったDS918+です。

DS918+の仕様

DS918+

https://global.download.synology.com/download/Document/Hardware/DataSheet/DiskStation/18-year/DS918+/jpn/Synology_DS918_Plus_Data_Sheet_jpn.pdf

後継機、DS920+

DS918+の後継機DS920+が発表されました(2020/05/15)。ハードウェアインストールガイド

性能は、搭載CPUの比較から、おおよそ1.7倍の処理向上になると思われます。搭載CPUは、J3455の後継のJ4125です。クロックのアップとアーキテクチャが新しくなったことで、Bench Markは、最大1.7倍になっています。

余談ですが、DS918+, DS920+共に、標準メモリーは4GBです。増設は、同サイズの4GBを1枚追加するのがスタンダードのようです。それ以外は、互換性がない(推奨していない)ということになます(2020/06/21)。

バックアップ機として導入したいと考えています。バックアップといってもblog serverとしてです。ストレッジは、SSDにすれば相当レスポンスが高くなるのでは無いかと想像しています(はりきり(Mr) 2020/06/21)

DS920+を導入しました

実は、blog専用に2020/07/1から稼働させています。DS918+は、完全にホームサーバー専用なりました。DS920+導入時の初期スペックは、DS918+を導入した時と同じ戦略を取りました。ただ、HDDは、SSD(1TB)を1台を搭載しました (2020/07/14)。

  1. 起動時間の短縮 : PCでHDDからSSDに変更することで、起動時間は相当短縮されましたが、DS918+ (フルスペーク)とDS920+(SSD)の比較では、起動時間は相当短縮された体感がありました
  2. SSDアクセスは無音 : HDDのアクセス音が全く無くなりました。当然ですが、静かです。blogに訪問者がアクセスすると、HDDのアクセス音で気がつくくらい「コトコト」音がしていたのでずか、SDDでは全く音がなく静かです
項目DS918+DS920+
CPU 発表Q3/2016Q4/2019
CPUJ3455J4125
CPU ArchitectureApolo LakeGemini Lake Fresh
CPUクロック1.82.0
cache2MB4MB
Technology14nm14nm
TDP10W10W
Cinebench R15約60%100
https://www.cpu-monkey.com/en/compare_cpu-intel_celeron_j3455-662-vs-intel_celeron_j4125-1076

Intel CPU J3544 vs Intel CPU J4125 – より

https://www.cpu-monkey.com/en/compare_cpu-intel_celeron_j3455-662-vs-intel_celeron_j4125-1076

DS920+の追加メモリーについて

DS918+に付属していた4GBのメモリーモジュールについては、8GB x 2への置換えにより余っていたので、DS920+に取り付けようと考えました。しかし、DS918+ではDDR3, DDS920+ではDDR4とタイプが異なるためできませんでした。

DS920+のメモリー

型番 : D4NESO-2666-4G, 容量 : 4GB, タイプ : DDR4 non-ECC SODIMM

https://www.synology.com/ja-jp/compatibility?search_by=products&model=DS920%2B&category=rams&p=1&change_log_p=1

初期の構築方法

DS918+の話題に戻ります。HDDの搭載、SSDの搭載など、具体的な操作は、Synology DS918+ ハードウェアインストールガイドを参照しました．

DS918+とWD 8TB HDDをAmazonで購入後、先ずは、以下に示した最小の構成で、1ヶ月間程度で運用してみました。

Synologyのパッケージ「Video Station」をインドールして、iPadからローカルネットで接続し、閲覧を確認したりして、ホームネットワーク・サーバーとして楽しんでいました。

Video Station でビデオを整理、再生する

https://www.synology.com/ja-jp/knowledgebase/DSM/help/DSM/Tutorial/home_theater_videos

DS Video for iOS

https://www.synology.com/ja-jp/knowledgebase/Mobile/help/DSvideo

最小構成

  • DS918+は標準構成(4GB メモリー x 1)
  • WD Red 8TB HDD x 1をbasic JBOD*1 HDD

*1 : basicではHDDを追加して1つのVolumeにできません。最初にJBODにすることで、その後の容量拡張を1つのVolumeで可能になります。そのRAID1以上の変更も可能です(修正 2021/03/05) and。

性能評価

DS918+に構築した「Video Station」にiPadのアプリ「DS Video for iOS」でアクセスして、レスポンスを確認しました。

  • 保管している動画のサムネイルを閲覧した際、そのスクロール表示がもたつく
  • 予想通り、キャッシュが必要であることが認識できた

その後の更新方法

その後、標準構成から、(1) メモリ(Memory)の増設、(2) 読み書きキャッシュ(cache)の増設、(3) HDD追加によるRaid化を実施しました。

概要は以下のとおりです。

  • 4GB (標準) → 16GB (8BG x 2)
    • 実は、1枚の4GBメモリを追加する操作のみが、「保証対象」であるようです。取説を読んで、自己責任で実施してください。
    • デフォルトの4GBメモリを取り外して、8BG x 2枚の追加をしてまいましたが、1年経過した時点(2020/09)で安定稼働しています。
  • SSDキャッシュ無し → 512GB SSD x 2
    • キャッシュの効果とは、DS918+のストレッジを、後述しているようにRAID化にすることで、複数のHDDにデータを読み書きする余分なレスポンス時間が生じますが、その作業にキャッシュを使うことで、レスポンス時間を損なうことなく効率化されます(2020/06/21)
  • 8TB x 1 (basic JBOD) → 8TB x 3
    • RAID 5に設定しました :1台故障しても復旧可能です。
    • もしも、RAID6にすれば、2台のバリティーHDDが必要となり、実質的な使用可能HDDは、−2台になります。これによって、2台のHDDが同時に故障しても復旧可能です。現状では、PCにもバックアップしたいるので、RAID6は必要ないと判断しています(2020/06/21)

実は、HDDは、フルセット(4台)すにする前に、先ず2台を追加して3台として、その後、1台を追加して4台のフルセットにしました。最後の1台を追加した記事もご参照ください(2020/09/19)。

[Synology] DS918+ , 3 x 8TB HDD Raid 5に最後の1台のHDDを追加する [2020/05/30] ID16478

SSD Cacheのセッティング

細かな説明をします。先ず、WD Black 512GB SSDを1枚挿してキャッシュを構築ししてみましたが、Read cacheにしかならない．なぜ?． 調べてみると2枚挿していないと、Read & Write cacheは選べないらしいのが分かりました。それぞれのキャッシュデバイスに読み込み用と書き込み用に割り当てるようだ．

そこで，WD Black 512GM SSDを追加購入し、2枚挿しにすることで、あっさり読み書きcacheを構築できました．

HDDの増設とRAID5

最後に、Basic JBOD HDDとして使用していた8TB HDD x 1に加え、同じシリーズのWD Red 8TB HDDを、先ずは2台追加してRAID 5を構築しました。

Plex Server

フルスペックと共に、メディア・サーバーはPlexにしました。Plexの場合、元の動画ファイルがtsなどであっても、iPadで問題なく視聴することができます。リアルタイムにデコーディングをtsからmovやmp4にしていると思われますが、非常にスムーズです。因みに、端末は、iPad Proなのでハイスペックです。

  • Plex Server : 無料
  • Plex Client : デバイス毎に有料

ただし、画像の質は、デコーディングの質に依存する部分が大きいですが、元ファイルよりは必ず劣化します。NASに対して、そこまで求めてはいけないようです。スペック的にもGPUが付くようなPCではないので当然でしょう。もしも、高画質を求めるなら、デスクトップのPCをサーバーにするが第一選択(最低限i5)です。そうすれば、おそらくPlexサーバーでもデコーディングの質は、マシンのスペックに応じて高くなると考えられるためです(実情に合わせて、少し修正しました,2020/05/10)。

[Synology – Plex] Plex Serverに繋がらなくなったときの対処法 [2020/10/04] ID24032

使用部品

初期構成の部品

あらためて、初期の構成部品を以下に示しました。

  • HDD : WD RED 8TB x 1, basic JBOD HDD mode
  • System Memory : 4GB (Normal)
  • Cache (SSD) : n/a

フルスペック後の構成部品

フルスペック後の構成部品を以下に示しました。

  • HDD : WD RED 8TB x 4, Raid 5 mode
  • System Memory : 8GB x 2, Crucial DDR3 1866 MT/s (PC3-14900) 16GB Kit CL13 SODIMM 204pin
  • Cache (SSD) : WD Black 512GB x 2

メモリ更新の方法 (System Memory)

  • Crucial DDR3モジュールによるシステムメモリの増設は、DS918+ハードウェアインドールガイド (DiskStation にメモリ モジュールを追加する)を参考にして電源を切り、メモリモジュールを挿してシステムを再起動すれば、自動認識する．
HDDの取り出し口から見たメモリモジュール

キャッシュ更新の方法 (Cache)

  • SSDによるcache構築は、 DS918+ハードウェアインドールガイド (M.2 NVMe SSD を DiskStation に追加します)を参照した．
    1. SSD 512GB x 2を装着する
    2. ストレージマネージャ -> SSDキャッシュ -> 作成
    3. 読み書きを選択する
    4. cacheしたいボリュームを選択する
    5. RAID 1が選択されて、RAID5とRAID6は選択できないようになっているが、気にせず(よくわからないまま) APPLYキーをエンターする
    6. cache sizeをMaxにする
    7. Skip Sequential I/O がチェックされていることを確認しAPPLYキーをエンターする
    8. 確認画面がでるのでチェックしてOKする
    9. しばらく待てばマウント完了後、cachingが開始される
    10. 完了

RAID 5の構築

  • 8TB HDD x 3の内1つのHDDはパリティー用となるので，実際に増える容量は(3−1=2)つのHDD容量分となる。すなわち、今回の場合は、増やした分の8TB x 2 =16TBとなる。増えた容量を使用可能にするには、以下のように容量を拡張させる作業が必要です
  • Basci JBOD HDDを選択し、追加した2台のHDDを選択してRAID 5を構築を開始する (RAID 6にするにはHDDが4台必要)
  • 日曜日から構築スタート
  • 途中、RAID 1の表示が現れたので設定を間違えたと思ったが、その後RAID 5の表示に変わった。順序があるようです
  • Raid構成に要した時間は3日と8時間を要しました
  • このままでは，増加した分の容量を使用可能にはなっておらず、追加したHDDは未使用状態となっているはずです。実際のHDD容量を増やすには、割り当て作業を実施することが必要です

SynologyのSupportをメールで受けながら実施

下図(左)の右にある「サポートセンター」を開くと、問い合わせができるようになっています(下図(右))。

このSynology チケットを活用しなが，SSD cache, RAID 5構築と容量増加を完了できました．

Synologyは台湾の企業ですが、おそらく翻訳ソフトを使っているのか日本語での対応でした。もしかしたら、日本人のスタッフもいるかもしれません。世界的な会社ですからね。

Synologyの担当者さま，ありがとうございました．

システムの性能改善として一番感じられたことは、Video StationにiPadのDS Videoからアクセスして表示される動画のサムネイルの表示が、パラパラだったことが、本当にスムーズになったことです．

DS918+の仕様では、CPU:Celeron 4 core, 廉価なシリーズとは異なり読み書きともに高速、ハードウェア暗号化装備、4ベイの拡張ユニットDX517 (5ベイ)により9ベイまでHDDを追加可能です。今後の拡張性も十分です。

DS920+

SSD キャッシュアクセラレーシ ョン機能で容量拡張可能な NAS

毎秒 225 MB 以上 のシーケンシャル読み取り/書き込みスループットを可能。Web PHP 応答効率も以前より約 130% 改善。Synology SSD Cache テクノロジをサポートする M.2 SSD スロ ットが 2 つ内蔵され、フロントドライブベイを占領せずにマシンドライブに 比べ 20 倍もランダム I/O 応答時間が短縮。

HTTPSサポート。組み込みファイアウォール、および複数の IP およびアカウント侵入自動ブロックメカニズム

DS920+は、Surveillance Stationに対応していて、自動ビデオ監視システム化することができる。

https://global.download.synology.com/download/Document/Hardware/DataSheet/DiskStation/20-year/DS920+/jpn/Synology_DS920_Plus_Data_Sheet_jpn.pdf

Surveillance Station – IP カメラ対応表

SSD キャッシュアクセラレーシ ョン機能で容量拡張可能な NAS

https://www.synology.com/ja-jp/compatibility/camera

アプリ/ツール

先ずは、NASのパッケージセンターから、DSM (Disk Station Manager)用の必要な機能を選び、NAS用のアプリとしてインストールできます。アプリをインストールするとは、基本的にNAS上にサーバーを置くことを意味します。アプリには、Microsoftの「one note」と同様のことができる「note station」やメディア関連では、「メディアステーション」や「Audio Station」などがあります。出先からNASにアクセスできます。

次に、Windowsやモバイル(携帯電話など)から操作するためのアプリとしてPC用であれば、「Download Center」で取得してインストールできます。これは、基本的にNASに対するアクセス・ツールです。

Download Center

https://www.synology.com/en-global/support/download/DS918+#utilities

最後に、モバイル用のアプリは、iPhoneを使用しているのであれば、App Storeでアプリをインストールできます。「ds」、「synology」で検索できます。これは、NASの管理ツールであったり、クライアントとしてのアプリであったりの機能が使えるようになります。

まとめ

DS918+は、今やほとんどフルスペックになりました。

1Kの動画をiPadなどの端末で視聴する場合で評価してみました。DS918+に構築したメディアサーバーを、比較的不安定な「Video Station」については、現在殆ど使用していません。

現在は、安定性の高い「Plexサーバー」と、iPadのクライアントであるPlexで視聴してます。この組み合わせで、フルスペックにする前と後では、明らかに、サムネイルの表示とスクロール速度、クリック後の再生開始までのレスポンス時間に改善がありました。

現在、1K動画の視聴において、iPad Pro、iPad Pro 11での視聴では全くストレスはありません。しかし、新しいiPad (2018)では、所々で途切れます。

  • iPad Proによる1K動画の視聴はスムーズ
  • あたらしいiPadによる3.5分間の1K動画の視聴は、最初に10秒待たされる。再生が始まって、30秒後に40~70秒間とぎれる、その後最後まで視聴できる。

今回、フルスペックにすることで、DS918+がハイスペックになった訳ではありませんでした。今後は、一般使用として、フルペック化の恩恵を期待したとい思います。決して、無理させず欲求はそこそこに、いろいろな局面でその恩恵を受けることを期待しています!!

DSMのクリーンインストール

最近、1つ問題が発生しました。DSMの更新ができない事です。セキュリティ上、新しいOSに更新できないのは問題があります。クリーンインストールに至るまでを記事にしました。

[Synology] フルスペック化した DS918+ / DSM更新ができずクリーンインストールを余儀なくされたが、なんとか復旧に至るまでの道程 -[2021/03/06] ID22058

転送速度の比較(オフィシャルサイト)

https://www.synology.com/ja-jp/products/performance#4bay

編集履歴

2020/03/10 追記 (文言整備、アプリ追加)
2020/04/22 追記 (3 x HDDでRaid5, 4 x HDDでRaid6)
2020/05/01 文言整備、追記 (概要の内容)
2020/05/10 追記 (Plex)
2020/05/15 追記 (DS918+の後継機DS920+)
2020/06/21 文言整備 (DS920+のハードウェアインストールガイド)
2020/07/14 追記 (DS920+導入も同戦略)
2020/09/05 追記 (DSMのクリーンインストール記事のリンク)
2020/09/17 文言整備 (誤記訂正、体裁訂正など)
2020/09/19 追記 (3 x HDD RAID5に最後の1台のHDDを追加する記事のリンク)
2020/10/25 追記 (DS920+のIPカメラ対応表)
2021/03/05 修正 (最初にbasic HDDでNASを構築するとHDD容量拡張としてHDDの追加ができません。最初のHDDの設定では、basic HDDではなく、JBOD HDDにする必要があります。これにより単一のボリュームに複数のHDDを追加することができ、後でRAIDを変更することも可能です)
2021/08/28,追記(アプリ/ツール)
2022/01/01,追記(デスクトップ ハイスペックNAS DS1621xs+では、SHRは使用できない)

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