Количество информации, хранимой на наших компьютерах, увеличивается с каждым днем. Тысячи фотографий, музыкальных записей, сотни фильмов и сериалов – все это с безумной скоростью уничтожает свободное пространство на жестких дисках наших компьютеров. Купить и поставить очередной HDD не всегда подходящее решение, ведь в корпусе ПК банально может не хватать места, особенно если у вас ноутбук. Использование внешних жестких дисков зачастую неудобно в эксплуатации – достать, подключить и т.д. Хочется получить доступ к нужной нам фотографии или музыкальной композиции без возни с проводами, или одновременно с разных устройств в вашей сети. И в такой ситуации на помощь могут прийти сетевые хранилища данных.
Хранилища без носителей информации в комплекте подойдут для домашнего использования, особенно если у вас уже куплены диски.
При использовании в небольших офисах обратите внимание на более надежные и функциональные сетевые хранилища . Как правило, подобные NAS поставляются без носителей информации , оснащаются двумя сетевыми интерфейсами и более производительно аппаратной начинкой, чтобы справляться с высокой нагрузкой.
Определение характеристик
Главный аспект выбора NAS, это суммарный объем, который исходит из емкости накопителей и их количества. Чтобы определиться с объемом, необходимо учитывать:
- Массив информации для переноса на сетевое хранилище,информация на всех устройствах вашей сети;
- Приблизительный объем, который вы запишите в ближайшие пару лет.
Оптимальное решение для домашнего использования - сетевые хранилища объемом 4 – 6 ТБ . Этого гарантированно хватит как для резервного копирования с 2-3 компьютеров, так и для хранения мультимедийных файлов.
Вы профессиональный фотограф или просто увлеченный любитель? Тогда вам точно не обойтись без сетевого хранилища для хранения ваших работ и для резервного копирования только что отснятого и еще не обработанного материала. Поверьте, случаи потери фотографий из-за отказа жесткого диска не редки, а отсутствие резервной копии поставит крест на всей работе команды фотографа. Так что сетевое хранилище объемом 6-8 ТБ отличное решение для хранения и резервирования.
Количество устанавливаемых накопителей влияет не только на максимальный объем сетевого хранилища, но и на возможность создания RAID масивов для обеспечения повышенной производительности или отказоустойчивости. Так, например, защититься от потери данных поможет поддержка RAID 1 (зеркальный) или RAID 5 . В первом случае, в сетевом хранилище необходимы, как минимум, два жестких диска (доступный пользователю объем дисковой системы будет равен объему одного диска), а во втором случае – минимум три диска (также часть дискового пространства будет отведена на служебные нужды). Подобная конфигурация позволяет сохранить информацию при поломке одного из дисков.
Программные функции
Обладателям «умных» телевизоров пригодится функция UPnP/DLNA-сервера, для просмотра медиаконтента без необходимости сохранения на устройстве.
Сетевое хранилище можно использовать не только как большой жесткий диск, подключенный к сети. Отдельные устройства позволяют устанавливать дополнительные приложения, например торрент-трекер, различные менеджеры закачки, dropbox и т.д. Это значительно расширит возможности вашего NAS.
Еще одной интересной особенностью сетевых хранилищ является поддержка ip-видеонаблюдения для организации видеоархива и избавит от необходимости приобретения отдельного видеорегистратора.
Итоги
Выбор сетевого хранилища можно свести к нескольким простым шагам:- Нужен ли накопитель информации в комплекте . Если да, то достаточно ли одного , или необходимо два и более для обеспечения большей емкости или повышенной отказоустойчивости.
- Определить необходимый вам объем дискового пространства
- Определить какие дополнительные функции и задачи будет выполнять сетевое хранилище и убедится в их наличии в выбранных образцах.
– устройства хранения, подключённые напрямую в сеть. В отличие от других систем NAS обеспечивает файловый доступ к данным и никак иначе. NAS-устройства представляют из себя комбинацию системы хранения данных и сервера, к которому она подключена. В простейшем варианте обычный сетевой сервер, предоставляющий файловые ресурсы, является устройством NAS:
Все минусы такой схемы аналогичны DAS-топологии, за некоторым исключением. Из добавившихся минусов отметим возросшую, и часто значительно, стоимость – правда, стоимость пропорциональна функциональности, а тут уже часто «есть за что платить». NAS-устройства могут быть простейшими «коробочками» с одним портом ethernet и двумя жёсткими дисками в RAID1, позволяющими доступ к файлам по лишь одному протоколу CIFS (Common Internet File System) до огромных систем в которых могут быть установлены сотни жёстких дисков, а файловый доступ обеспечивается десятком специализированных серверов внутри NAS-системы. Число внешних Ethernet-портов может достигать многих десятков, а ёмкость хранимых данных – несколько сотен терабайт (например EMC Celerra CNS). Такие модели по надёжности и производительности могут далеко обходить многие midrange-устройства SAN. Что интересно, NAS-устройства могут быть частью SAN-сети и не иметь собственных накопителей, а лишь предоставлять файловый доступ к данным, находящимся на блочных устройствах хранения. В таком случае NAS берёт на себя функцию мощного специализированного сервера, а SAN – устройства хранения данных, то есть мы получаем топологию DAS, скомпонованную из NAS- и SAN-компонентов.
NAS-устройства очень хороши в гетерогенной среде, где необходим быстрый файловый доступ к данным для многих клиентов одновременно. Также обеспечивается отличная надёжность хранения и гибкость управления системой вкупе с простотой обслуживания. На надёжности особо останавливаться не будем – этот аспект СХД рассмотрен выше. Что касается гетерогенной среды, доступ к файлам в рамках единой NAS-системы может быть получен по протоколам TCP/IP, CIFS, NFS, FTP, TFTP и другим, включая возможность работы NAS, как iSCSI-target, что обеспечивает функционирование с различным ОС, установленными на хостах. Что касается лёгкости обслуживания и гибкости управления, то эти возможности обеспечиваются специализированной ОС, которую трудно вывести из строя и не нужно обслуживать, а также простотой разграничения прав доступа к файлам. К примеру, возможна работа в среде Windows Active Directory с поддержкой требуемой функциональности – это может быть LDAP, Kerberos Authentication, Dynamic DNS, ACLs, назначение квот (quotas), Group Policy Objects и SID-истории. Так как доступ обеспечивается к файлам, а их имена могут содержать символы различных языков, многие NAS обеспечивают поддержку кодировок UTF-8, Unicode. К выбору NAS стоит подходить даже тщательнее, чем к DAS-устройствам, ведь такое оборудование может не поддерживать необходимые вам сервисы, например, Encrypting File Systems (EFS) от Microsoft и IPSec. К слову можно заметить, что NAS распространены намного меньше, чем устройства SAN, но процент таких систем всё же постоянно, хотя и медленно, растёт – в основном за счёт вытеснения DAS.
NAS – что это и зачем оно мне дома?
Современный мир невозможно себе представить без ежесекундно растущих колоссальных объемов всевозможной информации. Массивы данных многочисленных дата-центров тяжело даже вообразить. Данные, которые хранятся на серверах, представляют собой самую разнообразную информацию, необходимую для нужд бизнеса, научных структур, государственных учреждений и так далее.
Однако не только крупным организациям требуется сохранять и использовать большие объемы данных. Большинство обычных пользователей уже столкнулись с постоянной проблемой нехватки дискового пространства на домашних компьютерах. Еще не так давно жесткий диск на 100 Гб являлся недостижимой мечтой для большинства обладателей ПК и его счастливые обладатели терялись, не зная, чем же теперь заполнить эту бездну. За десяток лет до того пределом мечтаний были винчестеры объемом 120 Мб. Еще десятком лет ранее народная молва приписывала Биллу Гейтсу слова «Я не знаю, для чего может понадобиться объем ОЗУ более 64 килобайт», а хранение информации осуществлялось на магнитных лентах и на дискетах.
Прошло не так много времени по историческим масштабам, а огромному числу пользователей ПК даже для домашних хранилищ уже не хватает терабайтных винчестеров. Причина проста: основную массу хранимой дома информации составляют всевозможные мультимедийные данные. Фильмы, музыка, фотографии с каждым годом занимают все большее дисковое пространство из-за увеличения требований к качеству картинки и звука. Если на заре домашнего мультимедиа сжатый фильм занимал объем до 700 Мб (один CD-диск), а несжатый в DVD-качестве - до 4,7 Гб, то сейчас тот же фильм в формате Full HD может отнимать 30-40 Гб на жестком диске. Если же у вас дома есть возможность просмотра 3D-видео, то размеры файлов с видеоконтентом сразу вырастают вдвое.
Очевидно, что составлять обширную домашнюю видеотеку, имея в своем распоряжении один-два терабайта под хранилище, становится затруднительно. Самым очевидным выходом из этой ситуации кажется простое увеличение количества жестких дисков в своем системном блоке. Не хватает пары терабайт - докинь еще диск, потом еще и еще. В итоге в домашнем ПК вполне можно создать хранилище объемом 8-12 Тб, что устроит большинство пользователей. Но у подобного решения есть целый ряд существенных недостатков.
Типичный пример домашней сети
Во-первых, большинство современных квартир имеют уже не один, а зачастую и не два устройства для просмотра видео. Компьютер, телевизоры в гостиной и на кухне, акустика на лоджии и т. п. Каждый из этих потребителей контента должен иметь постоянный доступ к хранилищу. Кроме того, если в доме установлена система видеонаблюдения , данные, получаемые с камер, удобно хранить также в централизованном хранилище. Следовательно, компьютер, в котором это хранилище организовано, должен постоянно работать. Далеко не всегда это удобно и приводит к излишней амортизации и преждевременному выходу из строя дорогостоящих компонентов ПК.
Во-вторых, постоянное обращение одновременно нескольких потребителей к хранилищу неминуемо приводит к замедлению работы компьютера, которому приходится отнимать часть собственных ресурсов на обработку этих обращений и раздачу информации.
В-третьих, три-четыре жестких диска в одном системном блоке являются достаточно серьезной нагрузкой для блока питания и неплохим источником тепла внутри корпуса ПК. Скорее всего, для обеспечения их нормальной работы придется заменять блок питания на более мощный и организовывать дополнительное охлаждение внутри системника, что неминуемо приведет к росту уровня шума от компьютера.
В-четвертых, вариант увеличения объема хранилища путем увеличения количества жестких дисков совершенно невозможен для тех, кто использует дома только ноутбуки, планшеты и подобные малогабаритные гаджеты. В ноутбуке можно поменять один жесткий диск на другой, большей емкости, но кардинально решить проблему ограниченности дискового пространства не удастся.
Выходом, позволяющим решить проблему нехватки дискового пространства и организовать стабильную и эффективную работу домашней сети, может стать установка домашнего сервера данных. Помимо хранения данных сервер можно настроить на выполнение целого ряда дополнительных задач - почтовые и торрент-клиенты, домашние медиацентры, видеогалереи и т. п. Но полноценные серверные решения все же чрезмерно дороги для большинства пользователей.
Поэтому для тех, кому необходимо просто вместительное сетевое хранилище, оптимальным вариантом для дома являются специальные сетевые системы хранения данных - NAS (англ. Network Attached Storage).
Что такое NAS
Выше мы уже дали определение этому устройству - это сетевая система хранения данных. Давайте разберемся, что она представляет собой на практике.
По существу, NAS является обычным компьютером, который помещен в компактный (по возможности) корпус, оснащен массивом из нескольких жестких дисков и подключен к домашней компьютерной сети. Классический NAS предназначен исключительно для длительного и надежного хранения разнообразной информации и предоставления к ней доступа из любого места домашней сети.
Так как он не предназначен для выполнения никаких вычислительных задач или прямого взаимодействия с пользователем, то в подавляющем большинстве случаев к NAS не подключаются клавиатура, мышка и монитор. Весь процесс взаимодействия с хранилищем происходит через сеть, в том числе и его первоначальная настройка. Как правило, эта настройка происходит через веб-интерфейс.
Внешний вид типичных NAS
Программное обеспечение NAS может базироваться на любой из известных операционных систем, но наиболее часто используются все же операционные системы Unix-семейства, FreeBSD, различные версии Linux - из-за их низкой (или отсутствующей) стоимости, гибкости, масштабируемости и легкости администрирования. Так как настройка и взаимодействие с NAS происходит посредством веб-интерфейса, то для пользователя установленная в хранилище ОС не играет никакой роли.
При выборе NAS необходимо заранее прикинуть свои потребности в объеме сетевого хранилища и учитывать следующие параметры: количество устанавливаемых одновременно жестких дисков в системе (может колебаться от двух до восьми), возможность создания RAID-массивов из этих дисков и их тип (необходимо для обеспечения сохранности данных при выходе из строя одного диска), пропускная способность сетевого протокола (сейчас, как правило, все NAS имеют гигабитное подключение), дополнительная функциональность.
В качестве дополнительно предоставляемых функций многие NAS предоставляют программную поддержку систем IP-видеонаблюдения. Также нередко возможна настройка прав доступа к хранимой информации отдельно для каждого пользователя.
Важной является возможность быстрого создания резервных копий всех данных нажатием одной кнопки. Нередко современные NAS оснащаются программным обеспечением, превращающим их в торрент-клиенты.
Еще одной часто востребованной функцией оказывается возможность предоставления удаленного доступа к хранимой в NAS информации. При правильной настройке вы получаете доступ к хранилищу из любой точки мира, где только возможно подключение к сети Интернет. Фактически вы можете организовать свое собственное облачное хранилище данных.
Поэтому при выборе NAS в качестве своего домашнего хранилища заранее продумайте, какие задачи он будет выполнять у вас дома, и выбирайте конкретное устройство с учетом собственных требований к его функциональности.
NAS на практике
Многие энтузиасты по прочтении вышенаписанного наверняка задали себе вопрос: если NAS является обычным компьютером, предназначенным для выполнения определенной задачи, то нельзя ли его собрать самостоятельно из имеющихся на рынке комплектующих? Ответ прост: конечно, это возможно. И самодельные NAS нередко встречаются в домашних сетях специалистов-компьютерщиков. Однако экономический выигрыш на сегодня не так велик, чтобы отказываться от готовых решений, которые предлагают практически все производители компьютерного и сетевого оборудования.
Итак, на кого же следует обратить внимание на рынке NAS, чтобы впоследствии не пожалеть потраченные деньги?
Системы NAS на сегодняшний день есть в ассортименте таких компьютерных гигантов, как , IBM , Dell , Intel , Fujitsu , Asus , Iomega , Seagate , Western Digital , Sun Microsystems , Transcend , Kingston , ZyXEL , D-Link и большинства менее известных брендов.
Предлагаемые ими устройства различаются количеством устанавливаемых жестких дисков, дизайном, операционной системой, функциональностью и, конечно же, стоимостью.
На примере нескольких конкретных устройств рассмотрим многообразие существующих вариантов.
Простейший NAS, рассчитанный на установку одного жесткого диска объемом 2-4 Тб. Основная задача - предоставление доступа к данным внутри домашней сети и удаленного доступа из Интернета. Фактически представляет собой внешний жесткий диск, оснащенный сетевым интерфейсом помимо USB. Никаких дополнительных сервисов не предоставляет.
Одним из серьезных преимуществ Seagate Central является мобильность - как и обычный внешний винчестер, он без труда помещается в небольшую сумку и может путешествовать вместе с хозяином при необходимости.
Стоимость колеблется в пределах 5-7 тысяч рублей в зависимости от объема установленного жесткого диска.
D-Link DNS-315
Еще один представитель однодисковых накопителей. В комплект поставки жесткий диск не входит, выбор винчестера на усмотрение пользователя. Обладает достаточно продвинутым для модели начального уровня программным обеспечением. Легко настраивается в качестве FTP-сервера, может работать как принт-сервер, подключаясь к широкому перечню принтеров USB-шнуром.
Гигабитная сетевая карта обеспечивает быстрый обмен данными со всеми участниками домашней сети. Может хранить учетные данные с индивидуальными настройками сразу для 512 пользователей, что позволяет использовать в качестве обменника в небольших офисах.
Стоимость около 1750 рублей.
Iomega ix2 35551
Сетевое хранилище, предназначенное для установки уже двух жестких дисков объемом до 4 Тб каждый. Гигабитная сетевая карта, возможность быстрого резервного копирования данных, интересный дизайн, маленькие габариты и бесшумная работа делают его привлекательным для большого круга пользователей.
Приобрести Iomega ix2 35551 можно по цене от 9900 рублей. При этом в начальную комплектацию входят два диска по 2 Тб каждый.
Это профессиональный накопитель, предназначенный для одновременной установки до восьми жестких дисков. Возможна организация массивов от RAID0 до RAID10 с горячей заменой дисков. Поддержка всех существующих сетевых протоколов, два гигабитных канала Ethernet, поддержка систем IP-видеонаблюдения, возможность GSM-мониторинга, управление 4096 учетными записями и многие другие функции, которые нет возможности даже просто перечислить в коротком обзоре, делают это устройство отличным выбором для организации сетевого хранилища крупного офиса или большого домовладения с развитой системой видеонаблюдения и большим числом участников домашней сети.
Работает эта система на процессоре Intel Core i3-2120 с тактовой частотой 3,3 ГГц, который взаимодействует с 2 Гб оперативной памяти.
Стоимость этого устройства уже превышает 100 тысяч рублей.
Короткий вывод
Несмотря на не слишком долгую историю своего развития, системы NAS приобретают все большую популярность в малых офисах и в домашних сетях. Широкая функциональность, надежность хранения данных, возможность предоставления доступа к информации в режиме 24×7, низкое энергопотребление и сравнительно невысокая стоимость делают их незаменимыми в условиях быстрорастущей потребности к увеличению объемов хранимой информации.
Являясь более дешевой заменой полноценным серверным решениям, NAS зачастую не уступают им в уровне предоставляемого сервиса, особенно в небольших домашних сетях и в набирающих популярность системах «умных домов».
Часть первая: холодное железо
Его можно тушить, и в бульон покрошить,
И подать с овощами неплохо.
Льюис Кэрролл, Охота на Снарка
Любой, кто способен собрать персональный компьютер и установить Windows, при желании может справиться и с созданием достаточно продвинутого NAS из x86-совместимого железа и свободных сборок ПО на основе *nix . При этом, грубо говоря, число установленных дисков влияет на стоимость и трудоемкость проекта только стоимостью дисков. Что позволяет серьезно сэкономить по сравнению с покупкой готового NAS на 4 и более дисков, но вряд ли выгодно, если ваши потребности удовлетворит NAS на 1-2 диска. Сказать, какой вариант лучше - нельзя. У каждого свои предпочтения. Кто-то отлично готовит дома, а кто-то предпочитает ужинать в ресторане. Вам доставляет удовольствие возня с компьютерным софтом и железом? Тогда этот текст может быть полезен. Вам нужен сервис хранения сам по себе? Выбирайте между облачным хранилищем и готовым NAS из коробки.
N. B. Это статья не про модель оборудования и не про версию программного продукта. Она про концепцию создания NAS своими руками и предлагает рассмотреть другие варианты решения задачи, кроме покупки готового устройства. Тема длинная, насчитывает под тысячу страниц обсуждения. Народ там вежливый и отзывчивый. Это как бы намек на то, что статья не претендует на полноту, академичность или истину в последней инстанции.
Что за NAS-то?
По словам Википедии, NAS (англ. Network Attached Storage) - сетевая система хранения данных, сетевое хранилище. Представляет собой компьютер, подключенный к сети и предназначенный для предоставления сервисов хранения данных другим устройствам. Операционная система и программы NAS-модуля обеспечивают работу хранилища данных и файловой системы, доступ к файлам, а также контроль над функциями системы. Устройство не предназначено для выполнения обычных вычислительных задач, хотя запуск других программ на нем может быть возможен с технической точки зрения. Обычно NAS устройства не имеют экрана и клавиатуры, а управляются и настраиваются по сети, часто с помощью браузера.
Определение не идеальное, но вполне рабочее. NAS используют и в бизнесе, но там свои требования и особенности. Нас же будет интересовать домашнее использование NAS.
К идее собрать NAS своими руками люди приходят обычно двумя путями, причем часто - обоими сразу. Когда дома один компьютер, NAS не нужен. Постепенно появляются другие сетевые устройства. Ноутбуки, смартфоны, планшеты. А особенно - сетевые HD-медиаплееры, всякие Dune, Popcorn, WD TV и им подобные. Именно с приобретением сетевого медиаплеера человек зачастую начинает накапливать терабайты информации. Сначала она хранится на сменных жестких дисках, подключаемых к медиаплееру и/или на все добавляемых в основной компьютер. Скоро дисков становится слишком много для удобного пользования, а круглосуточно тихонько жужжащий компьютер, заодно качающий что-то из интернета, начнет раздражать если не вас, то вашу дражайшую половину. Возникает идея собрать эту кучу дисков в отдельную коробку, засунуть куда-нибудь в угол и поручить ей раздавать контент всем сетевым устройствам и качать торренты. Поздравляю, вы пришли к NAS по первому пути. По дороге обязательно взглянули на готовые NAS, из коробки. Но цена!..
Второй путь лежит через аппаратные апгрейды. В результате накапливается несколько менее кубометра комплектующих, которые продать трудно, а подарить некому. Плюшкин внутри нас находит им полезное применение в идее соорудить NAS. А заодно удовлетворить свою тягу покопаться в кишках у компьютера. Не зря один веселый американец писал, что работа с компьютером - единственный сегодня легальный способ помыкать кем-то, кто умнее тебя.
Конечно, есть и другие пути. Например, вы - увлеченный фотограф и нуждаетесь в надежном хранении многолетних архивов. Или любящий родитель, снимающий на видео каждый шаг своего малыша. И т.д. Вот только редко такие сценарии приводят к сборке NAS своими руками. Гораздо чаще - к покупке готового из коробки. Потребности таких пользователей уверенно удовлетворяются 1-2 дисковыми моделями готовых NAS. Собрать самому что-то аналогичное по размерам, шумности и цене 1-2 дисковым моделям любителю-неофиту трудно, если вообще возможно.
В защиту готовых NAS стоит отметить, что они предоставляют множество возможностей и функций «из коробки», требующих минимальной установки/настройки/тюнинга. Так что на самом деле в их стоимость нужно заложить и работу программистов, технической поддержки и пр.
Ситуация кардинально меняется, если 1-2 дисков не хватает, а есть потребность в 4 и больше. Маркетологи производителей устанавливают на них ценовой уровень, который знакомого с компьютерным ценником человека ввергает в состояние фрустрации (хотя произносят они при этом куда как более народные слова). И человек начинает выбирать аппаратную конфигурацию, к которой мы и переходим. Хотя ему стоило бы начать с программной, но против природы не попрешь.
Железо зависит от используемого софта. Софт - от поставленных задач. А корректная постановка задачи сроду не была сильным местом домашнего мастера. Поэтому он начинает с железа. Если к построению NAS мы пришли с мешком оставшихся от апгрейдов деталей, то хорошая новость в том, что они подойдут, пусть не оптимально. Даже не глядя.
По амбару помела
Для того, чтобы комфортно смотреть по сети FullHD видео, включая образы BD дисков нам понадобится как минимум:
- 1-2 гигабайта RAM, если не будет использоваться ZFS и 4-8, можно больше, если ZFS будет. (Про ZFS - позже, нетерпеливым Гугл в помощь.) Но даже на раритете с 256 МБ можно кое-что полезное собрать;
- x86-совместимый процессор, в идеале (и для ZFS) - 64-битный, но и 32-битный подойдет для большинства вариантов. То есть любой x86-процессор кроме уже совсем музейных. Желательно - поменьше греющийся, но тут уж что есть;
- проводной Ethernet-порт, лучше гигабитный - хотя и 100 мегабит достаточно для просмотра по сети BD-образов. Подключение NAS по Wi-Fi - спорная идея (но в случае самостоятельной сборки у вас гораздо больше свободы в выборе беспроводных контроллеров);
- диски и SATA-порты. Для NAS нет разницы между SATA-2 (на 3 Гбит/с) и SATA-3 (на 6 Гбит/с). Не каждый диск работает быстрее, чем древний SATA-1, поэтому и такие порты можно использовать. А вот IDE-диски, по современным понятиям, медленные, малоемкие, горячие и шумные. Если SATA-портов не хватает, можно использовать контроллеры. Но если (когда) вы вскоре решите переехать на новое железо, то купленные как костыли для устаревшей материнской платы SATA-контроллеры будут валяться без дела. По себе знаю, у меня два валяются. И осторожнее с дисками более 2 ТБ. Многие старые контроллеры с ними несовместимы. А среди контроллеров SATA-1 попадаются и такие, которые не работают с дисками более терабайта - правда, это уже древность и редкость;
- понятно, корпус, куда это все влезет и блок питания, который это потянет. С БП есть тонкости, имеет смысл присмотреть и новый, см. ниже.
Скорее всего, оставшееся от апгрейдов железо таким требованиям удовлетворит. А если еще и шуметь будет не очень (или есть куда убрать) - то вообще повезло. Можно начать экспериментировать.
Индпошив
Если вы собираете NAS из специально приобретаемых компонентов, то сначала стоит определиться с пожеланиями. В большинстве случаев (но нельзя объять необъятное) запросы делятся на три группы, условно «тихо-компактно», «эффективно-расширяемо» и «сервер-так-сервер». Уточню, что однозначно правильный вариант не существует. Ведь взвешивает пожелания, затраты и свои возможности сам пользователь. А вот неправильный - возможен. Когда результат не удовлетворяет явно или неявно заданным при проектировании требованиям. Например, супруга заявит, что коробка, конечно, большая. Но воет как самолет, и жить она в одной квартире с ней не согласна. Или собранная под пассив система не выдерживает испытания летом. Или банально затыкается видео при просмотре по сети. Поэтому пожелания лучше обдумать на берегу. Особенно - неявные.
Важное примечание. Мы говорим про NAS, а не про HTPC (Home Theatre PC), то есть не о компьютере, показывающем кино со звуком на большом экране, подключенном к его видеовыходу. В принципе никто не запрещает вам делать HTPC , в том числе со многими жесткими дисками, хотя требования для HTPC и NAS, а также используемые для них софт и железо очень различны. HTPC - это другая тема.
Тихо-компактно
Этот набор требований сформирован под влиянием готовых NAS. Хочу компактный и тихий, но чтобы влезало 4 диска (часто 6, иногда больше). Такие требования обычно приводят к выбору материнской платы Mini-ITX с впаянным Atom-подобным процессором, размещенной в компактном корпусе. Примеры - чуть ниже.
Есть очень неплохое преконфигурированное решение - HP Proliant Microserver (). Компактно, разумно по цене (от 12 000 на момент), 4 жестких диска, пятый можно вставить вместо ODD, излишнего в NAS. И с помощью небольшого бубна заставить нормально работать предназначенный для ODD SATA порт. Недостатки - далеко не мощный процессор, но для многих сценариев - достаточный. Если микросервер вас устроил, отправляемся в главу про софт.
HP Proliant Microserver - качественный и недорогой кандидат на роль домашнего NAS
Если нет - сначала выбираем корпус под желаемое число дисков (нужен или нет диск под систему, зависит от ОС. В главе про софт и обсудим.). Здесь в схватке понтов эстетического чувства с жадностью со стремлением к эффективным затратам проходит первая проверка на прочность концепции «тихо-компактно». Красивые компактные корпуса недешевы. Если победа за жабой стремлением к эффективности, идем в главу эффективно-расширяемо. Туда же отправляемся, если выбранный корпус допускает установку материнской платы microATX. Если победила эстетика - подбираем материнскую плату Mini-ITX (Mini-DTX). Первое требование - максимум портов SATA (можно с учетом eSATA). В принципе, настольные варианты с 6 SATA-портами выпускались. Но удастся ли найти здесь и сейчас - вопрос. Если не хватает портов, SATA-контроллеры PCIe на 2 и даже 4 порта достаточно доступны. Для них, естественно, нужен слот PCIe. С учетом того, что он в Mini-ITX - единственный, расширяемость на этом и заканчивается.
Примеры все из реальной жизни, часто с доработками и дополнительными фото - см. FAQ в профильной ветке, раздел 3.1
| от axel77 | от half_moon_bay | от padavan | |
| Корпус | Chenbro ES34069 | Lian Li PC-Q25 | Lian-Li PC-Q08 |
| Блок питания | 180 Вт в комплекте | Corsair, PSU-500CXV2EU, 500 Вт | Enermax 380 Вт (82+) |
| Материнская плата | Zotac NM10-DTX WiFi | Asus E35M-I* | Asus P8H67-I** |
| Процессор | интегрированный Intel Atom D510 | интегрированный AMD E-350 | Intel Pentium G840 |
| Оперативная память | Kingston 2×2 ГБ | Corsair XMS3 2×8 ГБ | 2×4 ГБ DDR3-1333 |
| Винчестеры для данных | 4×Samsung HD204UI | 7×3,5″ | 6×3,5″ + хотсвап для 3,5″ HDD в отсеке 5,25″ |
| Системный накопитель | 2,5″ Toshiba 500 ГБ | USB-флешка | 2,5″ HDD |
| Операционная система | FreeBSD | FreeNAS 8.x | OMV |
| Дополнительно | сеть Intel WG82574L*** | ST-Lab 370 4xSATA | PCIe 2xSATA-II |
| Оценка цены**** | 14 950 руб | 15 600 руб | 14 000 руб |
* Сейчас материнские платы с E-350 стали редкостью, их заменили версии с E-450. SATA-портов - меньше;
** В продаже нет, но см., к примеру, ASUS P8H77-I;
*** автор через самодельный рейзер добавил сеть, но это, скорее, личный перфекционизм;
**** Цены - прикидка по просьбе редакции с использованием современного Яндекс Маркет, при отсутствии - Price.ru, при отсутствии - аналоги. Прикидка грубая, так как некоторых моделей уже нет в продаже и найденные цены не обязательно актуальны. Цена не учитывает диски данных, б/у системный HDD при наличии учитывался как 1000 руб.
По поводу «тихо» есть тонкости. Первый порыв - «полный пассив». Однако в большинстве случаев принимается аргумент о том, что 4-6 дисков будут производить больше шума, чем хороший 120-миллиметровый вентилятор с заниженными оборотами. В любом случае надо понимать, что за все надо платить и компактный корпус при прочих равных окажется шумнее более просторного стандартного с большими вентиляторами.
Очевидная особенность впаянного процессора - производительность. Если ее недостаточно, подавляющее большинство отказывается от формата Mini-ITX. Но, полноты ради, надо сказать, что это не обязательно, ср. конфигурацию от маэстро padavan.
Сборка от padavan, как видно - на редкость компактно
В декабре прошлого года были анонсированы Intel Atom S1200 (Centerton) серверного назначения. Когда появятся в продаже - могут оказаться интересным вариантом для домашнего NAS. Поддержка ECC-памяти, Intel Virtualization (VT-x), 8 линий PCI-E, 8 ГБ памяти - этого хватит для большинства вариантов.
Эффективно-расширяемо
Значительная часть NAS-остроителей - кто сразу, кто столкнувшись с ограничениями вариантов на Atom-подобных процессорах, - решает собрать конфигурацию, допускающую серьезное расширение. По процессору, памяти, но прежде всего - по числу дисков. Как уже говорилось, готовые NAS даже на 4 диска недешевы, а на 8-10 уже запретительно дороги для дома. В то же время, подобрать достаточно просторный корпус нетрудно. Например, в моем корпусе, оставшемся от апгрейда Крафтвеевского компьютера (на корпусном железе тогда не экономили), сейчас живет 7 шт. 3,5″ дисков и без особых проблем можно установить еще 3. При выборе корпуса под действительно большое число дисков стоит смотреть в сторону моделей со многими 5,25″ слотами, в которые затем ставить корзины с обдувом, используя 5,25″ слоты для четырех 3,5″ дисков. См. пример в главе «Затраты».
Так как NAS работает 24/7, хотелось бы процессор энергоэффективный (в Москве ватт в год стоит 35 руб). Intel Sandy Bridge и Ivy Bridge серьезно снижают энергопотребление в простое, а ведь NAS львиную долю времени загружен крайне слабо. Поэтому суточное энергопотребление такого NAS может оказаться существенно ниже, чем у варианта на Atom, который не умеет снижать потребление в простое. Какую именно модель процессора взять, зависит от того, требуется ли делать транскодинг видео в реальном времени.
Многие современные телевизоры имеют функциональность DLNA, позволяющую принимать видео по локальной сети. Проблема в том, что понимают они лишь некоторые варианты кодировки. И часто вовсе не те, что используют рипы и ремуксы, водящиеся на просторах Сети. Задачу можно решить несколькими способами. (1) Искать кино в формате, который поминает ваш телевизор. Это хвост, виляющий собакой. (2) Перекодировать на компьютере кино под запросы телевизора. Это потери времени и возможно только для самостоятельно снятого видео. (3) Нагрузить NAS перекодировкой в реальном времени и (4) Купить медиаплейер, то есть небольшую коробочку, которая получает, с том числе по сети с NAS, видео как файлы и снабжает в телевизор с ресивером аудио-видео сигналом, обычно по HDMI. Если Вы выбрали вариант (3), то надо изучать спецификации телевизора и смотреть в районе Core i7. Плюс из-за ограничений в DLNA вообще, и в реализации этой маркетинговой идеи в вашем телевизоре в частности, полной всеядности получить не удастся. Вариант (4) на современном уровне цен оказывается не только проще и функциональнее, но и дешевле. Тогда как процессор NAS подойдет фактически любой младший Pentium или Celeron 2-го или 3-го поколений Core. Можно взять i3, благо в сравнении с ценой дисков разница будет ничтожна. Выбирайте на вкус. Для быстрой справки или детального окончательного сравнения моделей-кандидатов можно использовать раздел тестирования процессоров на iXBT . Я себе взял Intel Pentium G2120 как младший на то момент Ivy Bridge. Младшие Sandy Bridge дешевы и более чем достаточны.
Доступные на момент написания процессоры AMD на фоне Intel не впечатляют - хотя AMD гораздо щедрее снабжает свои процессоры поддержкой ECC-памяти, и возможно, вскоре у компании появится что-то конкурентоспособное, например Opteron 3250 с заявленной ценой $99.
Материнская плата ASUS P8H77-M Pro: 7 SATA, до 32 ГБ ОЗУ
Материнская плата. Я взял ASUS P8H77-M Pro из таких соображений:
- LGA1155, встроенное видео получаем автоматом из-за процессора, оно понадобится только на этапе установки;
- максимальное число SATA-портов, неважно, 3 или 6 Гбит/с (7 SATA + eSATA);
- лучше 4 слота под память, но достаточно 2 (4, до 32 ГБ);
- интегрированный 1000BaseTX, считается, что лучше от Intel. Но с учетом наличия процессора с запасом вычислительной мощности, и Realtek прекрасно пойдет (Realtek 8111F);
- PCIe-слоты на случай установки в будущем SATA-контроллеров и сетевых карт (x16, x4 в слоте x16, 2 по х1);
- Форм фактор - microATX.
Кулер выбирается по вкусу, память - по требованиям выбранной OC. Тут возможен разброс от гигабайта до 32.
Блок питания вынесен в отдельную главу.
Примеры описанного варианта:
| от ZanZag | от shale | |
| Корпус | Lian Li PC-V354R | InWin BP659 |
| Блок питания | Chieftec BPS-550C 550 Вт | 200 Вт в комплекте |
| Материнская плата | ASUS P8H67-M EVO(B3) | ECS H61H2-I2 |
| Процессор | Intel Pentium G860 | Intel Celeron G530 |
| Оперативная память | 4×4 ГБ DDR3 PC3-1066 | Kingston 2×2 ГБ |
| Винчестеры для данных | 6×Hitachi HDS5C3030ALA630 | 3×Seagate ST3000DM001 |
| Системный накопитель | CF 4 ГБ через переходник CF-IDE | 40 ГБ SSD |
| Операционная система | nas4free 9.x | OMV |
| Дополнительно | кулер Cooler Master DP6-8E5SB-PL-GP, доп. вентиляторы 2×Zalman FDB-1 и Arctic Cooling F9 PWM | |
| Оценка цены | 18 200 руб | 7300 руб |
Сервер-так-сервер
Существует «премиальная» категория NASостроителей, которые по объективным или субъективным причинам строят NAS из серьезных и дорогих серверных компонентов. Энтузиасты экспериментируют с 10-гигабитными сетевыми решениями. Помните, что серверные конфигурации зачастую по габаритам и шуму не вполне совместимыми с жилыми помещениями. Возможность использования ECC-памяти - наиболее очевидное преимущество подхода. Файловая система ZFS, используемая в данном сегменте домашнего NASостроения, активно использует память. При этом сбой в памяти может привести к оставшемуся незамеченным искажению данных. ECC-память решает проблему, но для ее использования в варианте Intel нужны серверные процессоры (есть интересные исключения, например Pentium G2120) и материнские платы.
Зачастую используется виртуализация и несколько гостевых OC решают задачи, у каждого - какие-то свои. Распространен вариант, когда SATA-контроллер пробрасывается в виртуальную машину, выполняющую функцию хранилища (Solaris или FreeBSD c zfs). Из этой VM дисковая емкость экспортируется по NFS или iSCSI для гипервизора и других VM. От дальнейшего объяснения того, в чем сам не сильно разбираюсь, воздержусь и приведу реальные примеры.
Сборка от TPAKTOP, вид снаружи и изнутри
| от fatfree | от axel77 | от TPAKTOP | |
| Корпус | Fractal Design Define Mini | Supermicro CSE-SC846E26-R1200B | |
| Блок питания | Seasonic X560 | ||
| Материнская плата | Supermicro X9SCL-F | Supermicro X9SCM-F | Supermicro X9SCM-F |
| Процессор | Intel Xeon E3-1230 | Intel Xeon E3-1230 | Intel Xeon E3-1220 |
| Оперативная память | 4×Kingston KVR1333D3E9S/8G | 4×Kingston KVR1333D3E9S/4G | 4×Kingston KVR1333D3E9S/4G |
| Винчестеры для данных | 5×WD20EFRX | в процессе накопления | 12×ST31000524AS в двух 6xRaidZ2 (основной пул), 2хST32000542AS в зеркале (бэкап пул), 4хST3250318AS в страйпе (торрент пул) |
| Системный накопитель | Intel SSD 520 180 ГБ | 2,5″ на 320 ГБ | TS64GSSD25S-M |
| Операционная система | ESXi 5.1.0 + Nexenta CE + Ubuntu Server 12.04 + Windows 8 | FreeBSD | FreeBSD |
| Дополнительно | HBA IBM ServeRAID M1015, кулер Noctua NH-L12 | 2×HBA IBM ServeRAID M1015 | 2×HBA IBM ServeRAID M1015, Intel Gigabit ET Dual Port Server Adapter |
SATA/SAS-контроллеры
Так что если не терпится - можно приступать. А во второй части софт будем обсуждать подробнее.
Хотелось бы выразить благодарность всем участникам профильной ветки на forum.сайт, в том числе камрадам axel77, half_moon_bay, padavan, ZanZag, shale, конфигурации которых были использованы в статье; камрадам Sergei V. Sh, TPAKTOP, iZEN и RU_Taurus за множество полезных комментариев.
Особая благодарность разработчикам свободного софта: Olivier Cochard-Labbé, Daisuke Aoyama, Michael Zoon, Volker Theile и многим другим. Они сделали возможным само существование темы «NAS своими руками».
NAS (Network Attached Storage) - отдельно стоящая интегрированная дисковая система. NAS-cервер , со своей специализированной ОС и набором полезных функций быстрого запуска системы и обеспечения доступа к файлам . Система подключается к обычной компьютерной сети (ЛВС), и является быстрым решением проблемы нехватки свободного дискового пространства, доступного для пользователей данной сети.
NAS - это хранилище, подключаемое к сети, как любое сетевое устройство, обеспечивает файловый доступ к данным. NAS-устройства представляют из себя комбинацию СХД и сервера , к которому она подключена. В простейшем варианте устройством NAS является обычный сетевой сервер, предоставляющий файловые ресурсы.
История
Развитие сетевых технологий привело к появлению двух сетевых решений для СХД – сетей хранения Storage Area Network (SAN) для обмена данными на уровне блоков, поддерживаемых клиентскими файловыми системами, и серверов для хранения данных на файловом уровне Network Attached Storage (NAS). Чтобы отличать традиционные СХД от сетевых был предложен еще один ретроним – Direct Attached Storage (DAS).
Появлявшиеся на рынке последовательно DAS, SAN и NAS отражают эволюционирующие цепочки связей между приложениями, использующими данные, и байтами на носителе, содержащим эти данные. Когда-то сами программы-приложения читали и писали блоки, затем появились драйверы как часть операционной системы. В современных DAS, SAN и NAS цепочка состоит из трех звеньев: первое звено – создание RAID-массивов, второе – обработка метаданных, позволяющих интерпретировать двоичные данные в виде файлов и записей, и третье – сервисы по предоставлению данных приложению. Они различаются по тому, где и как реализованы эти звенья. В случае с DAS СХД является «голой», она только лишь предоставляет возможность хранения и доступа к данным, а все остальное делается на стороне сервера, начиная с интерфейсов и драйвера. С появлением SAN обеспечение RAID переносится на сторону СХД, все остальное остается так же, как в случае с DAS. А NAS отличается тем, что в СХД переносятся к тому же и метаданные для обеспечения файлового доступа, здесь клиенту остается только лишь поддерживать сервисы данных.
Появление SAN стало возможным после того, как в 1988 году был разработан протокол Fibre Channel (FC) и в 1994 утвержден ANSI как стандарт. Термин Storage Area Network датируется 1999 годом. Со временем FC уступил место Ethernet, и получили распространение сети IP-SAN с подключением по iSCSI.
Идея сетевого сервера хранения NAS принадлежит Брайану Рэнделлу из Университета Ньюкэстла и реализована в машинах на UNIX-сервере в 1983 году. Эта идея оказалась настолько удачной, что была подхвачена множеством компаний, в том числе Novell, IBM , и Sun, но в конечном итоге сменили лидеров NetApp и EMC.
В 1995 Гарт Гибсон развил принципы NAS и создал объектные СХД (Object Storage, OBS). Он начал с того, что разделил все дисковые операции на две группы, в одну вошли выполняемые более часто, такие как чтение и запись, в другую более редкие, такие как операции с именами. Затем он предложил в дополнение к блокам и файлам еще один контейнер, он назвал его объектом.
OBS отличается новым типом интерфейса, его называют объектным. Клиентские сервисы данных взаимодействуют с метаданными по объектному API (Object API). В OBS хранятся не только данные, но еще и поддерживается RAID, хранятся метаданные, относящиеся к объектам и поддерживается объектный интерфейс. DAS, и SAN, и NAS, и OBS сосуществуют во времени, но каждый из типов доступа в большей мере соответствует определенному типу данных и приложений.
Архитектура NAS
Устройства NAS, часто называемые файлерами, состоят из единого головного устройства, выполняющего обработку данных и осуществляющего сетевое соединение цепочки дисков. Устройства NAS позволяют использовать системы хранения в сетях Ethernet , в них для организации совместного доступа к файлам применяется протокол TCP/IP . Эти устройства позволяют клиентам совместно использовать файлы, даже если клиентские системы работают под управлением различных ОС . В отличие от архитектуры DAS , в системах NAS не требуется переводить серверы в автономный режим для увеличения общей емкости; диски можно добавлять в структуру NAS простым подключением устройства в сеть.
Технология NAS (сетевые подсистемы хранения данных, Network Attached Storage) развивается как альтернатива универсальным серверам , несущим множество функций (печати, приложений, факс сервер, электронная почта и т.п.). В отличие от них NAS-устройства исполняют только одну функцию - файловый сервер. И стараются сделать это как можно лучше, проще и быстрее.
Приемущества и недостатки
Плюсы
- Дешевизна и доступность его ресурсов не только для отдельных серверов, но и для любых компьютеров организации
- Простота коллективного использования ресурсов
- Простота развертывания и администрирования
- Универсальность для клиентов (один сервер может обслуживать клиентов , Novell , Mac , Unix)
NAS-устройства очень хороши в гетерогенной среде, где необходим быстрый файловый доступ к данным одновременно для многих клиентов, включая протоколы TCP/IP , CIFS , NFS , FTP , TFTP и др. Также обеспечивается высокая надёжность хранения и гибкость управления в сочетании с простотой обслуживания. Поскольку имена файлов могут содержать символы различных языков, многие NAS обеспечивают поддержку кодировок UTF-8 , Unicode .
NAS-устройства могут быть простейшими «коробочками» с одним портом Ethernet и двумя жёсткими дисками в RAID1 вплоть до огромных систем с большим количеством дисков и внешних Ethernet -портов, несколькими специализированными серверами. Иногда NAS-устройства являются частью SAN -сети и не имеют собственных накопителей, а только предоставляют файловый доступ к данным, находящимся на блочных устройствах хранения. В этом случае NAS берёт на себя функцию мощного специализированного сервера, а SAN – устройства хранения данных. Получаем топологию DAS, скомпонованную из NAS- и SAN-компонентов.
Минусы
- Доступ к информации через протоколы `сетевых файловых систем` зачастую медленнее, чем как к локальному диску.
- Большинство недорогих NAS-серверов не позволяют обеспечить скоростной и гибкий метод доступа к данным на уровне блоков, присущих SAN системам, а не на уровне файлов.
Главный недостаток NAS заключается в повышенной нагрузке на сеть. Для соединения с сетью обычно используется несколько гигабитных Ethernet-контроллеров, работающих в дуплексном режиме, и хотя таким образом достигается должная скорость обмена данными по сетевой среде, нагрузка на сеть возрастает. Поэтому предварительно необходимо рассчитать расположение и количество NAS-устройств.
NAS распространены намного меньше, чем устройства SAN, но доля таких систем постоянно растёт за счёт вытеснения DAS.
*Прогноз роста рынка
5 апреля 2012 года Global Industry Analysts опубликовала отчет Network Attached Storage Devices: A Global Strategic Business Report, в котором обозначила основные точки и причины роста онлайновых архитектур хранения данных . По данным исследовательской компании, объемы информации в мире ежегодно увеличиваются на 65% и до 2020 года достигнут 3 миллионов петабайт. Следствием этого является закономерный рост инвестиций в системы хранения и резервного копирования данных.
Особенно популярной в свете наметившейся тенденции является архитектура NAS. Она не требует высоких расходов на обслуживание и обеспечивает высокую доступность данных, достаточный уровень производительности, прозрачность для конечных пользователей, платформенную независимость.
Объем глобального рынка NAS-решений до 2017 года достигнет $7 млрд. Самый большой кусок пирога приходится на Северную Америку, однако азиатско-тихоокеанский регион в ближайшие шесть лет тоже продемонстрирует завидные ежегодные темпы роста на уровне 14,1%.
До недавнего времени NAS считалась прерогативой представителей малого и среднего бизнеса, которые традиционно располагают весьма ограниченными ИТ-бюджетами. Однако авторы отчета отмечают, что все большее количество вендоров начинают разрабатывать NAS-решения для нужд крупных предприятий.
