Tester des Nas est un processus extrêmement compliqué. Non pas qu'il soit difficile de chronométrer des copies de fichiers ou de manipuler des outils de test : le problème, c'est que le sujet est si vaste qu'il est difficile de trouver un angle d'analyse à la fois complet et digeste !
Rappelons pour commencer que les Nas sont des disques durs réseau : au lieu de les connecter à un ordinateur via une prise USB, on les relie sur sa box internet ou son routeur via un câble réseau RJ-45. L'avantage, c'est qu'ils fonctionnent de manière totalement autonome : tous les PC du réseau peuvent y accéder et l'utiliser pour partager des documents entre eux. Quand le Nas intègre plusieurs disques durs, il emploie généralement des technologies Raid, permettant de conserver les données même en cas de panne de l'un d'entre eux.
Les performances sont l'aspect le plus simple à traiter. Quelques tests bien choisis permettent de situer assez facilement les Nas les uns par rapport aux autres, d'identifier leurs forces et faiblesses, et donc de se faire une bonne idée de leur comportement en situation réelle.
L'aspect fonctionnel est autrement plus complexe. Le "problème", c'est que les Nas ne sont ni plus ni moins que des petits ordinateurs : processeur, mémoire, disque dur, système d'exploitation Linux (ou Windows, même), etc. Il ne leur manque qu'une carte graphique et des prises clavier/souris !
Du coup, leurs fonctions sont virtuellement illimitées : tout dépend ensuite du degré de perfectionnement de leur système d'exploitation. Certains, comme ceux de Synology, Qnap ou Thecus, atteignent un degré de finition incroyable et proposent un ensemble de fonctions à donner le tournis, qui dépassent très largement le cadre du stockage pur et dur. Citons par exemple : gestion d'utilisateurs avec droits d'accès différents selon les répertoires, cryptage des données, réplication sur un serveur distant, interface d'accès aux fichiers par le web, reconnaissance des lecteurs multimédias du réseau (console de jeu, téléviseur, etc.), accès aux données via une application mobile (iPhone, Androïd…), mise en forme des photos pour consultation dans une interface web, serveur FTP, intégration dans les environnements virtualisés iSCSI/VMWare, gestion des téléchargements bitorrent, serveur de mail, partage d'imprimante USB sur le réseau, hébergement de sites web…
Il est donc impossible de tout tester, très facile de s’y perdre, et difficile de pondérer l’importance de chaque fonction sans méthodologie précise. Difficile également d'aborder de manière cohérente des produits très polyvalents tels que ceux du trio suscité, et d'autres dont la vocation est plus ciblée, mais qui ne sont pas moins bons pour autant dans leur domaine. Difficile, mais pas impossible :-)
Nous avons donc défini une grille d'analyse qui permet de regrouper un maximum des fonctions proposées par les Nas de manière cohérente. Nous l'avons baptisée "la grille des trois S", pour Stocker, Sécuriser, Servir. Tous les tests de Nas que nous réalisons suivent cette méthodologie, qui nous permet de défricher la jungle des fonctions proposées afin de proposer des comparaisons pertinentes et cohérentes entre des modèles très différents.
Et mine de rien, avec ces trois catégories de fonctions, nous couvrons déjà de manière logique et cohérente 80% des fonctions proposées par le plus polyvalent des Nas.
On regroupe alors les 20% restant dans un quatrième "S" un peu, avouons-le, tiré par les cheveux : savourer ! Mais savourer quoi ? Tout simplement les possibilités qu'offre le fait d'avoir une sorte de mini-serveur, toujours allumé, à la maison. En voici quelques-unes :
Et le reste ! Certains constructeurs proposent des kits de développement de modules permettant à chacun de développer ses propres fonctions supplémentaires. Beaucoup de modules additionnels sont ainsi disponibles sur Internet. Mais évidemment, le constructeur n'en assure pas le support technique.
Dans nos tests, nous regroupons toutes ces possibilités sous la bannière des "fonctions annexes". Elles pourront répondre à un besoin spécifique ou constituer un plus appréciable, mais s'éloignent de l'usage initial du Nas. Elles comptent dans la notation finale, mais de manière marginale.
Enfin, et parce qu'il faut bien se fixer une limite, nous ne prenons pas en compte les applications tierces développées par la communauté qu'il est possible d'installer.
Revenons à présent sur la notion de sécurité et de tolérance d'un Nas aux pannes de disques durs. Pour bien comprendre le problème, deux rappels sont nécessaires.
Le premier concerne le fonctionnement des disques durs. Les plateaux d'un disque sont divisés en multiples secteurs, dont la taille égale – depuis toujours ou presque – 512 octets. En 2010, Western Digital a toutefois amorcé une transition vers des secteurs de 4 Ko.
Au cours de son existence, un disque dur voit inévitablement un certain nombre de ses secteurs s'abimer et devenir inutilisables. Ce qui n'est généralement pas très grave : soit il les remplace par les secteurs de réserve dont il dispose, soit il réduit - de manière insignifiante - la capacité disponible pour l'utilisateur.
Le problème, c'est que la défaillance d'un secteur passe totalement inaperçue tant que le disque ne tente pas de relire le secteur en question (ou tant qu'une vérification des secteurs n'est pas explicitement demandée).
Que se passe-t-il lors le disque tente d'accéder au secteur défectueux ? Il l'identifie comme tel, tandis que les données qu'il contenait sont définitivement perdues. Ce qui a des conséquences plus ou moins graves sur les fichiers en question : une archive Zip ou Rar deviendra illisible, un MP3 ou une vidéo "sauteront" lors de la lecture, une image présentera un défaut d'affichage, etc.
Voilà pour le premier rappel. Le second concerne la technologie Raid 5.
Le Raid 5 fonctionne au minimum avec trois disques. Le principe est de "sacrifier" l'équivalent d'un disque dur pour garantir la sécurité des données. L'espace en question est utilisé pour stocker une donnée dite de "parité" qui servira à reconstituer les informations originales en cas de perte d'un disque.
Par exemple, on stocke A dans un secteur du disque 1, B sur le disque 2, C sur le disque 3, et A + B + C = D sur le disque 4. En cas de panne du disque 2, on reconstitue le secteur manquant de B en faisant D – A – C. C'est évidemment simplifié à l'extrême et, dans la pratique, les calculs sont un peu plus complexes, entrainant généralement une baisse de performances lors de l'écriture.
Lors du remplacement du disque défectueux, le système doit "reconstruire" le Raid. C'est-à-dire recalculer la parité et les données manquantes pour tous les secteurs du disque. C'est assez long et réclame plusieurs heures.
Pour 4 disques de 1 To, seulement 3 To sont disponibles, car on consacre l'équivalent d'un disque dur aux données de parité.
Voilà pour les deux rappels. Alors quel est le problème ? Hé bien il suffit de combiner les deux scénarios : une panne complète de disque dur, suivie de la rencontre d'un secteur défectueux pendant la reconstruction du Raid. Et c'est le drame.
Pour reprendre l'exemple précédent, en effet, il sera bien évidemment impossible de recalculer B si le secteur contenant A ou C est défectueux ! Bon, ce n'est pas bien grave, on laisse tomber B et on passe au secteur suivant ? C'est effectivement possible avec des contrôleurs Raid haut de gamme. Mais ceux employés par les Nas que nous testons ici en sont bien incapables : s'ils rencontrent un secteur illisible pendant une reconstruction, alors ils considèrent alors le disque entier comme défectueux. Toutes les données sont perdues !
Ce scénario n'a rien d'inhabituel. Quand un disque tombe en panne, c'est généralement après un certain temps d'utilisation. Il n'est alors pas du tout étonnant que ses camarades contiennent au moins un secteur défectueux encore non identifié.
Voilà la source d'une idée très répandue, qui voudrait que les pannes simultanées de deux disques durs soient très fréquentes. Le technicien avisé conseille alors de varier la provenance des disques lors l'achat. L'idée étant que deux disques achetés au même endroit et au même moment soient probablement issus de la même série de fabrication : ils auraient donc plus de chances de tomber en panne au même moment. Non seulement il s'agit d'une théorie discutable, mais en plus, elle repose sur une mauvaise interprétation du comportement des contrôleurs Raid 5.
La source du problème réside, on l'a vu, dans le fait qu'il soit nécessaire de lire un secteur défectueux afin de l'identifier comme tel. La solution consiste donc à vérifier, périodiquement, l'intégralité des disques durs afin d'assurer la cohérence du volume Raid 5.
Ce n'est pas aussi simple qu'il y parait, car la vérification de l'intégralité du disque réclame à la fois du temps (plusieurs heures pour un disque de 500 Go) et des ressources machine. Et pendant ce temps, les performances du Nas sont donc dégradées de manière significative. Autre difficulté, il n'est que rarement possible de programmer et d'automatiser la tâche. Il faut donc lancer manuellement la vérification du premier disque en se connectant dans l'interface de gestion du Nas, attendre quelques heures, lancer la vérification du second, etc. Puis recommencer la semaine d'après. C'est fastidieux. Et si certains Nas réparent automatiquement le Raid en cas d'erreur, d'autres se contentent de signaler le problème. Il appartient alors à l'utilisateur de prendre ses dispositions…
Le problème est d’autant plus préoccupant que les constructeurs ne font pas beaucoup d'efforts à se niveau. Et d'ailleurs, pourquoi le feraient-ils ? En cas de problème, l'utilisateur incrimine ses disques durs et non le Nas. Il se croit le plus malchanceux du monde – deux disques durs en panne au même moment, pensez-vous ! – sans savoir que la catastrophe aurait pu être simplement évitée. Quand au constructeur, il s’épargne la peine de développer un système de vérification automatique, qui ne ferait que perturber l’utilisateur. Pourquoi diable ce Nas passe son temps à vérifier les disques durs – et à ramer pendant la vérification – alors qu’on me dit par ailleurs que le Raid5 sécurise mes données ?!
Heureusement, les mentalités évoluent et certains constructeurs, tels que Drobo et Ve-hotech, semblent faire de véritables efforts à ce niveau. Il semble en effet que leurs produits vérifient automatiquement la cohérence du Raid sans intervention de l'utilisateur et sans trop pénaliser les performances.
Enfin, on peut également préférer le Raid6 au Raid5. Le problème reste le même, mais on réduit néanmoins les risques encourus car le système tolère la panne de deux disques sans pertes de donneés. Le risque n'est pas nul, mais on est sauvé si un disque contient un ou plusieurs secteurs défectueux après la panne de l'un de ses camarades.
Il est également bon de rappeler que dans l'absolu, aucune solution de sauvegarde ne se suffit à elle-même. Quelque soit la capacité du Nas à protéger les données d'une défaillance matérielle, il ne constitue en aucun cas une solution de sauvegarde suffisante.
Déjà parce qu'il peut lui-même tomber en panne. Ou être s'effacer à cause d'un bug, d'un mauvais paramétrage logiciel ou d'un virus, même si la probabilité est tout de même limitée. Et puis rien ne le met vraiment à l'abri d'un vol, d'une chute, d'un incendie, d'une inondation, etc.
La règle d'or est donc de ne jamais se contenter d'une seule et unique solution de sauvegarde. Et dans l'idéal, la seconde sauvegarde sera réalisée, ou conservée, sur un site différent de la première. En cas de sinistre sérieux (incendie, vol, inondation…) elle sera ainsi préservée.
C'est pourquoi nous prêtons une attention toute particulière aux possibilités de sauvegarde offertes par les Nas. L'idéal réside dans la présence d'un service RSync qui permet à deux Nas de se synchroniser à distance. L'option de stockage hébergé (cloud) est également séduisante. Nous demandons également systématiquement au constructeur s'il est possible de récupérer les données en cas de panne du Nas.
Nous avons décidé, pour évaluer les performances des Nas, de nous concentrer sur des tests en situation réelle. C'est-à-dire de chronométrer des copies de fichiers.
Nous utilisons pour cela trois ensembles de documents :
Pourquoi trois ensembles ? Varier la taille des fichiers permet de varier le nombre fichiers copiés dans un temps donné. Car lors d'une copie, on ne se contente pas de transférer les données du fichier en lui-même, mais tout un ensemble d'informations associées. Il faut initier le transfert, indiquer et vérifier la destination du fichier, etc., ce qui prend plus ou moins de temps selon le protocole considéré. Ce temps est négligeable pour un seul fichier, mais devient tout à fait conséquent avec de multiples fichiers. La chute de performances est alors considérable !
Pour résumer, le transfert de gros fichiers donne une idée des performances maximales, tandis que celui de petits fichiers concentre le travail sur le processeur. Enfin, le transfert de fichiers moyens se veut le plus représentatif des débits obtenus en usage quotidien.
Attention, tous les tests sont réalisés sur un réseau Ethernet Gigabit. C'est-à-dire que si vous n'utilisez que la box de votre fournisseur d'accès pour la mise en réseau de vos PC, vous n'obtiendrez qu'une fraction des performances présentées ici, soit 12,5 Mo/s au maximum. Les box sont en effet limitées au réseau 100 Mbps…
Les copies de fichiers sont réalisées un certain nombre de fois en fonction des capacités du Nas :
Les copies de fichiers sont réalisées avec l'utilitaire FastCopy pour tous les protocoles, sauf pour le FTP où nous utilisons FlashFXP.
Ces tests pratiques sont complétés de mesures synthétiques réalisées avec CrystalDisk Mark et Intel Nas Performance Toolkit (Intel NASPT). Afin de ne pas surcharger inutilement les dossiers, nous ne publions pas forcément ces résultats à chaque fois. Ces tests nous servent surtout à vérifier la cohérence des autres mesures.
Evidemment, nous maltraitons aussi un peu les Nas au passage. Notamment, nous coupons brusquement le courant en plein milieu d'une copie de fichiers. Lorsque le courant revient, nous vérifions que le volume Raid n'est pas endommagé.
Puis, nous retirons un ou plusieurs disques – un en Raid 5, deux en Raid 6 – au milieu d'une copie de fichiers afin de simuler une panne de disque. Nous vérifions ensuite l'intégrité du fichier copié.
Evidemment, nous terminons notre batterie de tests en mesurant la consommation, le bruit, et la température des disques.
Voilà notre protocole dans l'état actuel des choses. Il sera évidemment amené à s'améliorer, et nous comptons notamment sur vous pour nous formuler vos souhaits et remarques avisées : n'hésitez pas à réagir !
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