QTS Hero und QTS 5 im Vergleich, wo liegen die Unterschiede und welches ist schneller?

QNAP bietet für viele seiner NAS Systeme zwei Betriebssysteme an, QTS 5.X und QTS Hero. Bei der ersten Installation hast du hier die Wahl. Ändern kannst du das Betriebssystem nur durch eine komplette neue Installation des NAS, inklusive des Löschens aller Daten.

Aber wo sind die Unterschiede zwischen QTS 5 und QTS Hero und welches solltest du wählen? Gibt es Performance Unterschiede?

Versuchen wir alle diese Fragen im Test zu klären!

QTS Hero = QNAP trifft ZFS

Wer sich im Server Bereich etwas auskennt, wird sicherlich schon einmal den Begriff ZFS gehört haben. ZFS ist das vermutlich beste und modernste Dateisystem für Speicher-Server https://de.wikipedia.org/wiki/ZFS_(Dateisystem) .

ZFS bietet vor allem eine erhöhte Dateisicherheit dank eines besseren Schutzes vor Datenübertragungsfehlern.

Hier haben wir auch den mehr oder weniger einzigen Unterschied zwischen QTS 5 und QTS Hero, QTS Hero nutzt ZFS als Dateisystem anstelle von ext4. Ext4 ist das klassische Dateisystem von Linux, das mittlerweile aber etwas in die Jahre gekommen ist.

ZFS bringt eine “integrierte” Software-Raid Lösung mit, welche nicht auf irgendwelche Raid Controller angewiesen ist und sogar noch sicherer ist. Warum?

Ein klassisches Hardware oder Software RAID geht immer davon aus, dass Daten, die auf eine HDD gesendet werden, dort auch heil ankommen. Was aber wenn der Raid-Controller einen Fehler hat oder das Kabel? So etwas kann bei herkömmlichen RAID-Systemen massive Probleme auslösen, ähnlich wenn Daten auf einer HDD/SSD “kippen”.

ZFS nutzt einen erweiterten prüfsummenbasierten Schutz. Blöd gesagt, ZFS vertraut weder deinem RAID Controller noch deinen Festplatten und alle Daten werden beim Schreiben und Lesen mit Prüfsummen abgeglichen und gegebenenfalls korrigiert.

Warum nutzen wir dann nicht alle einfach ZFS, wenn dies so gut ist?

Dies hat potenziell zwei Gründe.

1. ZFS wurde ursprünglich für das FreeBSD Betriebssystem entwickelt. Die meisten Server und vor allem NAS Systeme nutzen aber Linux. ZFS unter Linux ist jetzt erst so langsam massen-markt- tauglich und wird hier und da noch als “experimentell” angesehen oder sogar von einigen Distributionen nicht unterstützt.
2. Da ZFS ein erweitertes Dateisystem ist, mit mehr Funktionen und Sicherheit als “einfachere” Dateisysteme, ist dieses auch langsamer. Wie viel langsamer kann stark schwanken, vor allem je nach deiner CPU und RAM Leistung. ZFS kann hier einen deutlich größeren RAM/CPU Hunger zeigen als z.B. ext4.

Diese Kombination hat dazu geführt das ZFS auf “fertig-NAS-Systemen“ wie von QNAP, Synology, ASUSTOR usw. Bisher eher weniger ein Thema war.

Klar bei High End Servern spielt etwas mehr CPU Last keine große Rolle, hast du aber nur eine kleine ARM CPU die gerade so 100MB/s durchs Netzwerk schafft kann das anders aussehen.

Aufgrund der zusätzlichen Komplexität bietet ZFS natürlich auch ein gewisses Risiko. Geht an einem ZFS Pool etwas kaputt, dann ist dies deutlich schwerer zu reparieren als beim sehr robusten ext4. Im Gegenzug sollte es bei ZFS aber seltener zu solchen katastrophalen Fehlern kommen.

Ein Hersteller wie QNAP muss sich daher aber seiner Sache sehr sicher sein, wenn diese ZFS ausrollen. Daher vermute ich haben diese dies aktuell in ein gesondertes Betriebssystem abgespalten.

Weitere Vorteile von ZFS

Hier noch ein paar zusätzliche Vorteile von ZFS:

• Snapshots werden schneller und zuverlässiger erstellt.
• Komprimierung, falls möglich werden Daten “on the fly” Verlustfrei komprimiert, ohne großen Leistungsverlust.
• Bis zu 5 Petabyte Kapazität pro Freigabeordner.
• SSD Cache arbeitet schneller und zuverlässiger.

Unterschiede in der Nutzung

Es gibt bei QTS 5 und Hero ein paar kleine Unterschiede in der Nutzung.

QTS 5, du erstellst einen “Speicherpool”, in diesem erstellst du Volumes, in welchen du freigegebene Ordner erstellst.

QTS Hero, du erstellst einen Speicherpool, in welchem direkt die “Ordner” liegen. Jeder “Ordner” hier ist “Ordner” Volume zugleich. Entsprechend kannst du Komprimierung, Deduplizierung, Thin oder Thick Provisioning, Blockgröße usw. Pro Freigegebenen Ordner einstellen.

Ein Speicherpool lässt sich bei QTS Hero zudem nicht erweitern bzw. nicht direkt. Du kannst Speicherpools erweitern, aber nur in Form eines RAID 0. Hast du ein RAID 5 aus 4x HDDs kannst du eine 5. HDD dazu schalten, diese wird dann aber in einer Art RAID 0 hinzugefügt. Fällt HDD 5 aus, dann sind alle Daten weg.

Du könntest aber auch ein RAID 5 mit einem weiteren RAID 5 erweitern usw.

Allerdings einfache Erweiterungen wie bei QTS 5 sind nicht möglich. Im besten Fall solltest du bei QTS Hero einen Pool Auflösen und neu machen, wenn du diesen erweitern willst.

Performanceunterschied, QTS und QTS Hero

Ist QTS Hero wirklich langsamer als das normale QTS? Machen wir doch einen Test! Folgendes Testsystem kommt zum Einsatz:

• QNAP Turbo Station TS-873A-8G
• 4x 6TB Seagate Iron Wolf im RAID 5
• 1x WD Blue SN550 NVME SSD
• 10GBit NIC

Die QNAP Turbo Station TS-873A-8G ist mit ihrem Ryzen V1500B sicherlich schon ein recht fähiges NAS. Sollte hier aber ein Performanceunterschied zwischen QTS 5 und QTS Hero zu spüren sein, dann wäre dieser bei kleineren NAS Systemen natürlich noch ausgeprägter.

Aus Seiten der Laufwerke nutze ich zwei Konfigurationen:

• RAID 5 aus 4x 6TB Seagate Iron Wolf
• Einzellaufwerk 500GB WD Blue SN550 NVME SSD

Mit der Western Digital NVME SSD sollten wir gut das maximale Tempo testen können, während das RAID 5 etwas mehr Last erzeugt.

Getestet wird über das SMB Protokoll und 10Gbit LAN. Zudem nutze ich zwei “Datenpakte”.

1. Eine große 25GB Datei.
2. Eine Programminstallation mit 25GB aber 6685 Dateien.

Wir sehen hier schon einen recht eindeutigen Trend. QTS Hero ist langsamer als QTS 5, mit einer Ausnahme.

Irgendwie ist QTS Hero beim Schreiben auf verschlüsselten Laufwerken ein gutes Stück schneller. Hier ist QTS 5 bei großen Dateien auf +- 230MB/s limitiert, während QTS Hero fast das volle Tempo erreicht. Woran dies liegt, kann ich nicht sagen. Vielleicht ist es ein Feature von ZFS, vielleicht nutzt QNAP bei QTS Hero auch einfach einen anderen Algorithmus.

Abseits davon ist QTS Hero aber deutlich unterlegen, was das Übertragen von Daten angeht.

“Aber was wenn du die Blockgröße Anpasst”? Du kannst das “Leistungsprofil” eines Ordners bei QTS Hero anpassen. Von Haus steht dies auf 128K, was ideal für größere Dateien ist.

In der Praxis macht aber beispielsweise die Anpassung für kleinere Dateien keinen großen Unterschied. Dies wird primär eine Rolle spielen, wenn du VMs usw. Direkt auf dem NAS laufen hast.

Synology nutzt Btrfs

Was macht die Konkurrenz? Synology nutzt neben ext4 mittlerweile bei seinen größeren NAS Systemen Btrfs.

Btrfs ist das “Linux” ZFS. ZFS war ursprünglich für FreeBSD entwickelt worden. Btrfs sollte einen ähnlichen Funktionsumfang wie ZFS bieten, nur mit nativen Linux Support.

Mehr Infos: https://en.wikipedia.org/wiki/Btrfs

Btrfs konnte sich allerdings nie so recht durchsetzen. Es gibt zwar große Unternehmen wie Google die Btrfs noch unterstützen https://www.linux-magazin.de/news/google-prueft-btrfs-fuer-android/, allerdings mit immer mehr Linux ZFS Support scheint die Entwicklung doch klar zugunsten von ZFS zu verlaufen.

Ist ZFS besser als Btrfs? Hat hier QNAP mit QTS Hero die Nase vor Synology? Das kann ich, um ehrlich zu sein nicht beurteilen.

ZFS gilt im Allgemeinen als stabiler und ausgereifter. Von Problemen mit den aktuellen Versionen von Btrfs ist mir allerdings auch nichts bekannt. Von daher würde ich einfach beide Dateisysteme als +- gleichwertig bezeichnen, auch wenn ZFS beliebter ist.

Fazit, QTS Hero ist die Zukunft

Ich vermute langfristig wird QNAP komplett auf QTS Hero umsteigen oder beide Versionen vereinen.

ZFS ist einfach die Zukunft im Bereich der Server und Datenspeicherung. Hier gibt es keine Zweifel. ZFS ist aus Sicht der Zuverlässigkeit, Snapshots, SSD Cache usw. einfach besser.

In der Praxis bringt QTS Hero bzw. ZFS aber auch Nachteile mit. Vor allem wird dein NAS etwas langsamer. Damit beziehe ich mich nicht nur auf das Übertragen von Daten, auch die Benutzeroberfläche wirkte bei QTS Hero auf mich etwas Träger.

Hier kommt es aber natürlich auch etwas auf dein NAS an. Hast du ein absolutes High End Modell und vielleicht kritische Daten, dann würde ich QTS Hero bevorzugen.

Hast du ein Einsteiger-Modell und willst die maximale Leistung aus diesem ziehen, dann würde ich aktuell noch bei QTS 5 bleiben.