Какой raid выбрать для nas
Обновлено: 06.07.2024
Для начала немного теории и истории одновременно. Идея RAID была впервые публично изложена в 1987 году в ставшей с тех пор классической статье ученых из калифорнийского университета Беркли под названием "A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks (RAID)" («Массивы с избыточностью из недорогих дисков»). Эта статья и сейчас доступна на сайте университета. Но до середины 2000 годов под RAID всегда понималось нечто дорогое и сложное, применяемое только в небедных организациях и никак не дома. Проблема состояла в том, что для обеспечения действительно надежной, быстрой и эффективной работы RAID-систем, отвечающих предъявляемым к ним требованиям, приходилось использовать не дешевые, а напротив, весьма дорогие SCSI диски (именно поэтому впоследствии термин RAID стали "расшифровывать" как Redundant Arrays of Independent Discs – Избыточные массивы из независимых дисков). Но времена меняются, и сейчас, пожалуй, уже стоит вернуться к классической расшифровке RAID как Избыточного массива из недорогих дисков.
Ворвавшиеся на рынок RAID систем SATA диски радикальным образом изменили ситуацию в свою пользу. SATA интерфейс изначально задумывался как интерфейс с возможностью «горячей» замены дисков. Кроме этого, каждый SATA диск подключается к своему персональному порту (каналу) SATA контроллера. Все это сделало создание RAID на SATA дисках занятием несложным и недорогим. Поэтому в разы более дорогие SCSI/SAS диски сначала практически полностью покинули рынок аудио и видео приложений, а теперь потихоньку сдают позиции и на рынке бизнес применений. Первой еще несколько лет тому назад оценила ситуацию компания Western Digital, навсегда прекратившая выпуск и разработку SCSI/SAS дисков.
Данные как бы «размазываются» последовательно по всем дискам, входящим в RAID 0, обеспечивая тем самым высокую скорость записи
Для дома применение SCSI или SAS дисков необоснованно во всех отношениях, даже при безразмерном кошельке владельца компьютера, поэтому далее мы будем иметь в виду только RAID'ы на SATA дисках.
RAID массивы различаются в первую очередь по уровням (level). Расскажем кратко, что есть что:
RAID 0 Этот уровень часто называется страйп (stripe). Идея его в том, что при записи данные как бы «размазываются» последовательно по всем дискам, входящим в RAID 0, обеспечивая тем самым высокую скорость записи. Контроллер «бросает» порцию данных на один диск и, не дожидаясь окончания записи на него, «бросает» следующую часть блока данных на следующий диск и т.д. Точно также, порциями, происходит и чтение данных. Именно RAID 0 дает максимально возможную скорость записи/чтения. Теоретически эта скорость равна суммарной скорости всех входящих в RAID дисков. Иными словами, если в RAID 0 два диска и каждый имеет скорость записи 50 мегабайт/сек, то скорость записи на такой RAID может достигать 80 мегабайт в секунду. На практике, разумеется, скорость немного ниже теоретической, но, тем не менее, близка к ней. Строго говоря, в RAID 0 может участвовать сколь угодно много дисков, но в домашней практике используют обычно пару жестких дисков. Достоинства RAID 0 – высокая скорость работы, нулевая избыточность, т.к. емкость RAID равна суммарной емкости входящих в него дисков, а недостаток всего один, но он весьма существенен. В случае выхода из строя хотя бы одного диска теряется ВСЯ информация на массиве.
RAID0 сводит к нулю риск потерять данные. Информация параллельно (зеркально) записывается на 2 диска, но в отличие от RAID 0, на каждый диск записывается одна и та же информация
RAID 1. Чаще всего этот уровень RAID называют «зеркалом». Такое название довольно точно отражает суть – информация параллельно (зеркально) записывается на 2 диска, но в отличие от RAID 0, на каждый диск записывается одна и та же информация. Соответственно, если один диск вышел из строя, то вся информация берется с оставшегося в живых диска. Достоинства RAID 1 очевидны – высокая надежность хранения данных, легкость создания контроллера массива. Недостатки – высокая, точнее 100% избыточность, поскольку RAID 1 это всегда пара дисков, и один из дисков тратится на избыточность. Иными словами, RAID 1 вещь недешевая.
RAID 5. Представляет собой некий компромисс между RAID 0 и RAID 1. Данные также «размазываются» по нескольким дискам, но с избыточностью (утрированно - добавляется контрольная сумма) и при выходе любого из дисков в массиве данные не теряются. RAID 5 требует минимально 3 диска в массиве. Чем больше дисков в массиве, тем быстрее он будет работать, но только в том случае если процессор RAID контроллера будет также успевать обрабатывать данные. Поскольку в RAID 5 требуется вычислять каждую «полоску» (stripe) данных, этот уровень RAID требует специального аппаратного контроллера. Разумеется, можно реализовать его и программно, но тогда о высокой скорости записи надо будет забыть.
RAID как осознанная необходимость
В каких случаях применение RAID оправданно? Попробуем рассказать об этом. RAID системы, вообще говоря, применяют в домашних условиях для решения двух основных задач: ускорения работы с дисковой подсистемой и/или для безопасного хранения данных.
Внешний накопитель желательно выбирать с поддержкой RAID
Скорость и только скорость
Решение первой задачи требуется по делу довольно редко. В домашних условиях необходимость в существенном ускорении работы дисковой подсистемы или, иными словами, применении RAID 0 может возникнуть в том случае, например, если вы увлеклись съемками и монтажом видео высокого разрешения (HDV). Причем только в том случае, если вы как истинный перфекционист хотите весь монтаж выполнить с несжатым видео или с видео, обработанным кодеком класса Canopus HQ, что, по сути, то же самое. В этом случае вам будет не хватать скорости одного диска и RAID 0 станет единственным выходом из ситуации. Для работы с видео надежность массива не играет существенной роли - если данные пропадут, вам всего лишь надо будет повторить захват видео.
Самый распространенный (и недорогой) вариант — купить отдельно бокс на два диска с поддержкой RAID и отдельно диски. Собрать такую систему самостоятельно не сложно
Построение RAID 0 не потребует от вас дополнительных затрат. На большинстве материнских плат, выпускаемых в последние года 3-4, есть возможность создать как RAID 0, так и RAID 1. Для этого достаточно зайти в Setup BIOS материнской платы, а затем «подсунуть» операционной системе правильный драйвер с прилагаемого к материнской плате диска.
Конечно, можно использовать и внешние RAID 0, но такой вариант вынуждены использовать только владельцы компьютеров iMAC от Apple, обладающих интерфейсом IEEE-1394b и не имеющих возможности установить внутрь компьютера даже один жесткий диск.
Для офисных же целей (или офисной работы дома, что тоже самое), RAID 0 не подходит в принципе, поскольку не обеспечивает даже видимости надежного хранения данных. Даже школьнику понятно, что вероятность выхода одного диска из строя в массиве из 2-х выше, чем вероятность выхода из строя одиночного диска.
Недоверие может убить…
Сфера применения RAID 1 понятна и очевидна. Везде, где требуется надежное хранение до терабайта данных и нет необходимости в высокой скорости работы, использование RAID 1 будет наилучшим решением. Почему до терабайта? Просто потому, что сейчас это максимальная емкость одного жесткого диска, а для RAID 1 требуется пара одинаковых дисков. Вероятность одновременного выхода двух дисков из строя близка к нулю, поэтому RAID 1 можно доверить многое – свои бесценные фотографии, фильмы и многое другое. В малых и домашних офисах RAID 1 поможет сохранить все необходимые для функционирования офиса данные. Но днем и ночью помните любимую поговорку умных (увы, только умных) системных администраторов: «Никакой RAID не отменяет резервного копирования данных». Если ваши данные действительно бесценны для вас, следуйте этой поговорке всегда и жизнь ваша будет безоблачна.
Скорость плюс доверие. Такое возможно?
Да, конечно, применение RAID 5 дает и скорость, и надежность плюс практически ограниченную только доступным количеством дисков емкость. Но, стоимость реализации RAID 5 по сравнению с фактически бесплатными RAID 0 и 1 высока. Аппаратные контроллеры стоят вполне осязаемые деньги (дешевые от $200, хорошие и надежные от $350). Программная же реализация, которая предлагается тем же Intel для своих наборов системной логики в некоторых материнских платах не дает ни скорости, не надежности, а лишь иллюзию того и другого. Кроме этого, просто разместить 3 диска и более, обеспечив им достойное охлаждение, в обычном компьютерном корпусе зачастую невозможно. Поэтому практически единственный вариант использования преимуществ RAID 5 в условиях квартиры или аналогичного квартире офиса – внешний массив.
О том, как создать внутренние массивы RAID 0 или RAID 1 рассказывать, строго говоря, нечего – установите в системный блок два одинаковых диска, разрешите в Setup BIOS RAID желаемого уровня и все. Разумеется, прежде чем покупать диски, надо удостовериться, что ваша материнская плата поддерживает создание RAID.
Далее мы расскажем о внешних недорогих RAID, хотя предложения по ним не блещут разнообразием. В России не проблема купить внешние RAID системы корпоративного уровня, причем выбрать можно из пары десятков производителей. К сожалению, такие системы никак не подойдут для дома или небольшого офиса. Во-первых, их стоимость в лучшем случае начинается от $1800 (без дисков) и заканчивается сотнями тысяч хоть и подешевевших, но все еще довольно дорогих по сравнению с рублями долларов. Во-вторых, все они довольно заметно шумят, поскольку жесткие диски надо охлаждать и чем больше дисков, тем мощнее должны быть системы охлаждения.
Для дома и семьи выбрать внешний RAID вы можете из продукции всего нескольких производителей. В первую очередь расскажем о внешних RAID 0 и 1.
Western Digital My Book Premium Edition II. Готовый накопитель на два жестких диска с общей емкостью до 1.5 терабайт. Накопитель выполнен в привычном для WD приятном дизайне, удобен в использовании и специально для поклонников компьютеров от Apple поддерживает не только USB 2.0 и IEEE-1394a, но и IEEE-1394b (Firewire 800). Поддерживает программный RAID уровней 0 и 1. Под программным понимается невозможность создания RAID средствами самого накопителя, требуется подключение к компьютеру с установленным специализированным программным обеспечением для создания RAID. Понятно, что максимальная емкость 1.5 TB получается только при использовании RAID 0 и двух жестких дисков по 750 GB каждый. В RAID 1 емкость накопителя будет 750 GB.
LaCie 2big Triple имеет аппаратную установку уровней RAID, возможность «горячей» замены дисков и весьма привлекательный дизайн
LaCie 2big Triple (2-disk RAID). Также готовый накопитель на два жестких диска и с теми же внешними интерфейсами. Но, в отличие от модели WD, свойственный, впрочем, всем устройствам от LaCie.
Здесь надо сделать небольшое отступление и пояснить преимущества и недостатки готовых накопителей и боксов для жестких дисков. На стороне готовых накопителей беззаботность в установке – купил, принес, подключил и пользуйся. Но и против них есть весьма серьезные аргументы, особенно в свете российской специфики. Во-первых, емкость, какая есть, такая останется навсегда или, по крайней мере, до окончания гарантии. Во-вторых, если выйдет из строя всего один диск из двух, вам придется нести в сервис сам накопитель и на время ремонта/замены диска остаться без накопителя. Кроме этого, если данные имеют конфиденциальный характер, придется их куда-либо перенести, прежде чем отдавать накопитель в чужие руки сотрудников сервис-центра. Просто боксы с поддержкой RAID, конечно, требуют больше хлопот по сравнению с готовыми накопителями – надо самому купить диски и установить их в накопитель. Но за исключением старта применения и дизайна накопителей, боксы предпочтительнее, особенно если вы умеете владеть хотя бы отверткой. Основной плюс, конечно это то, что в случае выхода из строя диска вам придется отнести продавцу только вышедший из строя диск, продолжая пользоваться накопителем.
MirrorDrive и MirrorDriveB от IOI Technologies. Внешние боксы под два жестких диска. Модели отличаются интерфейсами FireWire. MirrorDrive имеет IEEE-1394a, а MirrorDriveB IEEE-1394b, но обе модификации имеют USB 2.0. Понятно, что модель с индексом B предназначена в первую очередь для владельцев компьютеров Apple. MirrorDrive только бокс, поэтому пользователь может установить в него любые диски по своему усмотрению. Любой из дисков может быть заменен в «горячем» режиме, т.е. без остановки работы накопителя. Поддержка RAID аппаратная, уровни RAID устанавливаются переключателями на корпусе, как и у LaCie.
Raidsonic SR3620-2S-SB2 от RAIDON TECHNOLOGY INC. Довольно редкий в России вид двухдискового бокса. Практически аналогичен MirrorDrive, отличается более привлекательным дизайном, особенно для владельцев Mac. Цена тоже выше, разумеется.
MDrive от IOI Technologies. Пожалуй, это Hi-End модель для домашнего пользователя. Накопитель поддерживает 5 дисков с «горячей» заменой, 0, 1, 5 и 6 уровни RAID, настраивается через Ethernet с помощью встроенного web сервера, имеет три интерфейса наружу – IEEE-1394b, USB 2.0 и eSATA. На таком устройстве легко хранить пару терабайт информации, защищенной от потери с помощью RAID 5. К сожалению, цену MDrive никак нельзя назвать доступной – от $1200 без дисков.
А действительно, если подумать, то свет не сошелся клином на внешних RAID, подключенных через стандартные интерфейсы. Есть еще один интерфейс, который присутствует на всех компьютерах, выпущенных в последние 3-4 года. Это Ethernet и/или Wi-Fi. 100 мегабит Ethernet в качестве встроенной опции применяется очень давно на всех материнских платах, многие модели современных материнских плат поддерживают и гигабитный Ethernet. Внешние накопители, подключаемые по Ethernet, называются NAS (Network Attached Storage – Сетевое устройство хранения). Фактически NAS представляют собой готовые файловые серверы, работающие под управлением собственной операционной системы, в качестве которой обычно используется клон Linux. NAS бывают как с встроенными RAID, так и без оных, на одном диске.
Конечно, NAS и внешние боксы отличаются друг от друга весьма существенно. Самое существенное отличие – скорость доступа. На сети в 100 мегабит можно получить максимально 8–9 мегабайт в секунду, что в 4 (!) раза меньше скорости USB 2.0, самого медленного из стандартных интерфейсов. На сети в 1 гигабит, разумеется, скорость будет не ниже скорости обмена по обычным внешним интерфейсам (за исключением eSATA), но все-таки гигабитный Ethernet пока еще мало применяется как дома, так и производителями NAS. Кроме этого, диск в сети понимается именно как сетевой и не все программы соглашаются работать с таким диском.
Разумеется, нельзя говорить только о минусах NAS – если в вашем доме не один компьютер, то бесценным плюсом NAS станет возможность доступа к нему любого пользователя. В этом варианте NAS может служить общим надежным хранилищем данных.
Сетевые накопители (NAS) с поддержкой RAID пятого уровня — это самое совершенное на сегодня решение для домашнего пользователя. Такие накопители выпускает, например, QNAP. Хранить здесь можно огромную медиабиоблиотеку или базы данных без риска потерять информацию
В настоящей заметке мы расскажем только о тех NAS, в которых есть RAID 1 для SATA дисков, обеспечивающий надежное хранение данных. RAID 0 обычно не применяется в NAS, поскольку нет смысла ускорять работу с жесткими дисками – сеть все равно не успеет за ними. У недорогих NAS скорость доступа вообще вопрос больной, поскольку у многих моделей даже при использовании гигабитной сети скорость не превышает 7-10 МБ/с.
D-Link DNS-323. Пожалуй, один из самых недорогих NAS с встроенным RAID, но, тем не менее с гигабитной сетью и возможностью использования NAS и как принт-сервера. При стоимости от $220 (без дисков) DNS-323 является хорошим выбором. Использовать с DNS-323 вы можете диски любой емкости. Поскольку DNS-323 получился изначально удачным с аппаратной точки зрения, под него существует ряд программных дополнений, улучшающих его работу. Они создаются продвинутыми владельцами DNS-323 в сообществе вокруг независимого сайта устройства . Кстати, исходный текст операционной системы этого NAS выложен на сайте производителя.
My Book™ World Edition™ II от Western Digital. Отличное устройство от весьма известного производителя. Самый существенный недостаток, как уже упоминалось выше – проблемы, которые могут возникнуть в случае выхода одного диска из строя. В США замена одного диска возможна, но там покупатель имеет дело с производителем, а у нас – с продавцом. В остальном устройство вполне функционально и, кстати, недорогое. В варианте с двумя дисками по 500 GB стоит около $500.
Итого:
1. какой вариант nas для дома взять на итоговую емкость 30 Тб, чтобы при выходе хотя бы одного любого диска все не покрашилось в миг?
2. на мой взгляд, высока вероятность поломки не одного, а сразу двух дисков (они же в один момент покупаются, даже если куплю у разных поставщиков, партия производственная может быть одна). Какой вариант RAID брать чтобы не бояться краха 2 дисков в массиве?
какой вариант nas для дома взять на итоговую емкость 30 Тб, чтобы при выходе хотя бы одного любого диска все не покрашилось в миг?
NAS или RAID? Если NAS, то вы правильно выбрали Синолоджи, если RAID, то 5.
на мой взгляд, высока вероятность поломки не одного, а сразу двух дисков
Нет, Вероятность этого варианта на порядки ниже, чем поломка одного.
Какой вариант RAID брать чтобы не бояться краха 2 дисков в массиве?
RAID 6. Но вам "пятёрки" за глаза.
В конце концов, это сервер для бэкапов.
Вероятность выхода из строя двух дисков действительно существенно ниже вероятности выхода из строя одного, но ввиду того, что при ребилде массива идет повышенная нагрузка на диски, и учитывая объемы современных накопителей, вероятность того, что второй диск отвалится вскоре после первого (и до того, как ребилд будет завершен) довольна велика, из-за чего в последнее время приобретает популярность точка зрения, что при дисках емкостью более 3тб рейд5 уже не айс.
В любом случае, автору вопроса стоит задуматься о том, а на что он будет бэкапить то, что у него в рейде, и в каком объеме. Может статься, что при наличии бэкапа и рейд5 сойдет.
Рональд Макдональд, нагрузка будет невысокой, это верно. Верно и то, что без "бекапа бекапа" и raid5, и raid6 все равно риск.
Я тут внезапно задумался о скорости записи на raid6, которая не высока совсем. Тоже надо иметь ввиду. Raid10, думаю, все же перебор для дома, так что пока raid6 побеждает.
В системах хранения данных критически важны сохранность и время восстановления в случае сбоя. Свою ценность, а в некоторых задачах и более высокую, имеет скорость работы накопителей. Использование RAID-массивов в различных конфигурациях — это поиск компромисса между перечисленными параметрами.
RAID — это технология объединения двух и более накопителей в единый логический элемент с целью повышения производительности и (или) отказоустойчивости отдельно взятого элемента массива.
RAID-массивы классифицируются по следующим параметрам:
- по исполнению RAID контроллера;
- по типам поддерживаемых интерфейсов накопителей;
- по поддерживаемым уровням RAID.
RAID-контроллеры: аппаратные и не очень
По исполнению контроллеры делятся на программные и аппаратные. Программные реализуются непосредственно средствами операционной системы или на уровне материнской платы. Последние также известны как интегрированные, а также Fake-RAID. Они работают быстрее чисто софтверных решений за счет специального чипа для управления массивом. Недавно публиковался текст о развертывании таких технологий. Дополнительной железки при этом никакой нет и в любом случае будут использоваться ресурсы вычислительной машины.
Аппаратные RAID-контроллеры выполняются в форм-факторе платы PCIe либо в составе внешнего автономного устройства — дискового массива.
Они имеют на борту собственные процессор, память, BIOS и специальный интерфейс для конфигурации. Платы PCIe также комплектуются дополнительными модулями, сохраняющими данные, если произойдет сбой в электропитании: BBU с Li-Ion аккумулятором и ZMCP на базе суперконденсатора.
Оба модуля позволяют сделать сэйв содержимого кэша. После восстановления работы эти данные будут немедленно записаны на диск. Дисковый массив, будучи автономным, располагает собственными блоком питания и системой охлаждения.
Накопители подключаются к плате либо кабелями напрямую, либо через платы расширения. Автономные дисковые массивы содержат все накопители внутри себя, а наружу смотрит все тот же интерфейс PCIe (есть и другие варианты, например, USB 3.2 и Thunderbolt 3). Кстати, известный вид дисковых массивов — сетевое хранилище данных (NAS).
Что можно подключать к RAID-контроллеру
Следующий важный параметр, по которому различаются RAID-массивы, это поддержка интерфейсов накопителей. Не будем тревожить склеп с IDE-дисками, а констатируем, что по большому счету применяются три типа: SATA, SAS и NVMe. SAS — удел серверов, а вот остальные применяются повсеместно.
Есть программные и аппаратные RAID-контроллеры, которые умеют управлять массивом дисков с одним из интерфейсов. В формате PCIe есть и такие платы, которые реализуют режим Tri-Mode, позволяющий работать со смешанным составом накопителей.
Уровни RAID
Разобравшись с основными конструктивными особенностями RAID-контроллеров, перейдем к главной характеристике — поддержке уровней RAID. В подавляющим большинстве контроллеры работают с уровнями 0, 1, 1E, 10, 5, 5EE, 50, 6, 60. Другие занесены в красную книгу и на практике встречаются редко. Простейшие программные контроллеры позволяют создать RAID 0 и 1. Более продвинутые добавляют RAID 10 и 5. В аппаратных, как правило, такой перечень минимален, и многие платы поддерживают весь спектр уровней. Рассмотрим подробнее каждый из них.
Несколько важных нюансов для понимания эффективных объема и быстродействия, получаемых в результате объединения в массив:
- при использовании накопителей разного объема контроллер «обрезает» объем каждого из них до наименьшего из используемых. Если у вас есть много дисков 4 ТБ и один 2 ТБ, то в массиве все диски будут восприниматься как 2 ТБ;
- при использовании накопителей с разными скоростями ввода/вывода и задержками, то операции доступа будут осуществляться с наихудшими из всех параметров. Другими словами, самым быстрым дискам придется ждать, пока отработает самый медленный.
RAID 0
Единственный массив, который не совсем оправдывает название, поскольку не обладает избыточностью. При этом скорость и эффективный объем максимальны. Данные разбиваются на одинаковые блоки, равномерно записываемые на все диски по очереди. Эти блоки называются страйпами, отсюда и сам RAID 0 часто именуют страйпом. Считывание данных также происходит параллельно. Здесь конечно же есть свое но.
Дело в том, что прирост производительности не прямо пропорционален количеству дисков (как хотелось бы). В силу специфики накопителей, особенно механических, выигрыш в конфигурации RAID 0 хорошо заметен только на операциях последовательного чтения. Другими словами, при работе с большими файлами. Типичная область применения — игры, видеомонтаж и рендеринг. При условии, что регулярно производится резервирование на сторонние накопители. Наряду с этим при случайном доступе к файлам разница с отдельно взятым диском уже не так ощутима. Более позитивная картина наблюдается в случае твердотельных накопителей, но они и так удовлетворяют большинству запросов по быстродействию.
В общем, в современных реалиях RAID 0 далеко не всегда оправдает свое применение, а основная задача RAID-массива все же в повышении надежности хранения данных.
Обратная сторона медали за скорость как раз в отсутствии избыточности, что означает нулевую отказоустойчивость. В случае сбоя хотя бы одного из элементов массива, восстановление всего содержимого практически невозможно.
RAID 1
RAID 1, известный как «зеркало», представляет собой другую крайность. Он максимально избыточен — в нем производится 100 % дублирование данных. Этот процесс «съедает» ровно половину объема массива. Число дисков в нем, соответственно, четное. Позволяет увеличить скорость чтения, но синхронная скорость записи в некоторых случаях падает. При отказе одного из дисков работа автоматически продолжается с дублером. Если доступна функция горячей замены дисков, то восстановление штатного режима происходит без остановки. RAID 1 идеален для чувствительных данных.
RAID 5
Состоит минимум из трех накопителей, при этом доступный объем уменьшается на один. Данные записываются в страйпы на все диски кроме одного, на котором размещается контрольная сумма этой части данных. Запись этого блока также чередуется между всеми накопителями, распределяя равномерную нагрузку. Если их больше четырех, то скорость чтения будет выше чем в RAID 1, но запись будет осуществляться медленнее. Контрольные суммы позволяют достать информацию в случае выхода из строя одного из элементов. Сама операция восстановления вызывает повышенную нагрузку на оставшиеся диски. Значительно падает производительность и риск утери всех данных в случае отказа еще одного диска. Желательно иметь опцию горячей замены для оперативного возвращения в нормальный режим работы.
Со всеми плюсами и минусами эти три уровня наиболее распространены и просты в развертывании.
RAID 6
Развитие RAID 5 по части надежности, позволяющее пережить потерю двух дисков. В данной конфигурации в каждом проходе пишется две независимые контрольные суммы на два накопителя. Требуется минимум четыре диска, из которых два уйдет на описанный алгоритм повышения отказоустойчивости. При этом скорость записи будет еще ниже, чем у RAID 5.
Следующие уровни — производные и комбинации перечисленных.
RAID 10
Неплохо было бы объединить достоинства RAID 0 (производительность) и RAID 1 (отказоустойчивость)? Встречайте RAID 10: страйп и зеркало, два в одном. Но и недостатки не забудьте — по-прежнему половина объема уходит на резерв. А что делать, за надежность приходится платить. В этом плане менее экономичен, чем RAID 5 И RAID 6, но более прост в восстановлении после сбоя.
RAID 50
По похожей схеме получаем RAID 50. Здесь уже страйпы не зеркалируются, а распределяются по двум и более массивам RAID 5. Требуется от шести дисков, скорость чтения значительно увеличивается. Кроме того, нивелируется и слабое место RAID 5 и RAID 6 — низкая скорость записи. Отрицательная сторона опять лежит в плоскости экономики. Из эффективного объема выпадают два диска, как и RAID 6, при этом массив выдержит потерю только одного.
RAID 60
Данный гибрид RAID 0 и RAID 6 призван решить проблему производительности последнего. Отказоустойчивость остается на том же уровне, как и часть объема накопителей, отводимая на реализацию алгоритмов контроля целостности данных. Дисков для такого удовольствия понадобится как минимум восемь.
RAID 1E
Еще одна вариация совмещения алгоритмов зеркалирования и чередования данных. Записанные на одной итерации страйпы повторно записываются на следующей, но в обратном порядке. Таким образом в RAID 1E можно использовать три диска. Массив останется тем же зеркалом с эффективным объемом, равным половине от исходного.
RAID 5EE
Один из вариантов использования RAID 5 с резервным диском. Отличается тем, что этот диск не простаивает до выхода из строя одного из элементов массива, а используется наряду с другими. На каждой итерации помимо страйпов данными и контрольной суммой записывается резервный блок. Сделано это для ускорения процесса сборки массива в случае нештатной ситуации. Платой за такую опцию становится второй диск, исключаемый из эффективного объема RAID 5EE.
В таблице ниже приведены сравнительные характеристики рассмотренных уровней RAID.
Не забудем и про массив с незатейливым названием JBOD (дословно переводится как «просто связка дисков»). Строго говоря, он не является RAID-массивом. Это объединенные в один несколько дисков без дополнительной функциональности. Позволяет развернуть логический диск с объемом, который недоступен в рамках одного накопителя. Такой диск полезен для перемещения файлов больших размеров в несколько терабайт.
Вместо заключения напомним самое главное правило для всех, кто хранит данные в RAID-массиве: RAID-массив ≠ бэкап! Регулярно делайте резервные копии данных на независимые носители и да пребудет с вами сила.
При покупке нового компьютера, возникает вопрос, что сделать со старым: продать, подарить, отдать знакомым. Не спешите расставаться со старым другом!
Некогда любимый ПК, разжалованный в старую железку, может еще пригодиться. Сейчас популярна тема домашних сетевых хранилищ, так называемых NAS-серверов.
На рынке есть аппаратные решения — компактные черные квадраты и прямоугольники на 2–20 дисков. Цена от 12 000 рублей за самый простенький вариант. Это те же компьютеры, только с большой корзиной для дисков и специфической операционной системой. Охлаждение продумано в них значительно лучше в сравнении со стандартным ПК, зато у нашей старой железки есть ряд неоспоримых преимуществ.
Преимущества NAS из Б/У ПК
Апгрейд: новая память, система охлаждения, количество HDD;
Подключение периферии: принтер, камеры, модули связи;
Установка любой понравившейся ОС;
Стоимость Б/У железа меньше, чем у готового решения.
Зачем нужен NAS?
Количество устройств, транслирующих мультимедийный контент в доме, увеличивается с каждым годом. К настольным ПК и ноутбукам, добавились планшеты, смартфоны, телевизоры, умные колонки. Скоро кофемолка с холодильником начнет запрашивать доступ к папке с фотографиями и списку контактов. Закачивать файлы на каждое устройство долго, неудобно, платить за облако на несколько терабайт — дорого.
NAS-сервер из старого ПК может выступать в качестве: персонального облака, хостинга для сайтов, хранилища фильмотеки с доступом с любого устройства, местом для сохранения бекапов своих проектов. Отправив торрент-файл со смартфона на закачку, фильм можно просмотреть на телевизоре после загрузки. Владельцам частных домовладений пригодится функция записи с IP-камер видеонаблюдения. Сохранение данных со всех устройств можно синхронизировать и автоматизировать.
Мощностей обычного ПК хватит на 5–10 человек, небольшой офис. Начинающие бизнесмены могут сэкономить на покупке дорогих аппаратных решений и быстро поднять свой сервер, собранный из старого железа. Подойдет любой компьютер, который жалко выбросить, и в то же время он уже не тянет современные графические редакторы и игры. Доступ к файловому хранилищу легко ограничить. Пользоваться сервером смогут дизайнер, бухгалтер, менеджер, но при этом каждый будет просматривать только свои папки и каталоги.
Что понадобится?
- Процессор с графическим ядром;
- Оперативная память;
- Материнская плата;
- Жесткие диски;
- Блок питания;
- Охлаждение;
- Корпус;
- Wi-Fi;
- ИБП;
- SSD.
Дискретная видеокарта не нужна. Возможностей встроенных графических обработчиков от Intel и Athlon достаточно. Клавиатуру, мышь тоже отправляем в чулан.
Корпус — любой, вмещающий в себя более двух жестких дисков. Если корзина для HDD маленькая, можно расширить за счет CD-ROM. В фасад Midi-Tower монтируется до 4 корзин по 3–4 диска в каждой.
Блок питания — 300–350W. Сервера потребляют мало электроэнергии. Для полной уверенности лучше взять калькулятор и подсчитать, сколько «ест» система. Если NAS собирается на 10–15 дисков и с мощным процессором, ставим 450–500W.
Материнская плата — любая, в идеале два LAN-порта c 1 Gb каналом и большим количеством выходов питания для винчестеров. Если такой нет, можно поставить расширитель в PCI-слот. При желании, с помощью китайских плат и разветвителей для кабелей питания, устанавливается два десятка HDD.
Оперативная память — зависит от операционной системы, минимальные требования: 1 Gb DDR 2. Максимум, что может потребоваться: 8Gb DDR3. Память с низкой частотой в 800 MHz предпочтительней, чем RAM с 1333 или 2400 MHz, потому что потребляет мало энергии.
Процессор лучше брать с низким TDP на уровне 45–65 ℃, Pentium IV, серверные Xeon или аналог от конкурента.
Бесперебойник должен быть с функцией парковки ПК и автоматического отключения питания платы.
Весь смысл NAS в круглосуточной работе.
Сервера иногда «падают» — это нормально и случается даже у крупных хостеров. Блок бесперебойного питания сначала должен зарядиться от сети и лишь потом дать напряжение на материнку. Для правильной работы в Bios надо настроить автоматический запуск системы после подачи питания.
Жесткие диски — красный Western Digital самый популярный вариант, стоит недорого, долговечен, хорошо ведет себя в RAID. При выборе других брендов стоит обращать внимание на тип перезаписи и выносливость диска, скорости 7200 оборотов в минуту достаточно.
SSD — от 32 Gb для установки системы. Тем, кто собирается устанавливать мультимедийные библиотеки, хостинг, ПО для IP-камер, лучше сразу поставить на 64 или 128 Gb.
Wi-Fi — любой от 100 Mb, лучше — внешний, чтобы не греть внутренности.
Охлаждение — все зависит от того, как охлаждается массив HDD. Каждый диск выдает 38–70℃. Надо ставить 1–2 больших и тихих кулера, плюс пассивное охлаждение на процессор. ВДО — еще лучше.
Какую ОС выбрать для NAS?
Существует несколько десятков операционных систем для организации работы сервера, сконцентрируемся на самых популярных.
Windows — подойдет для «неуверенных» пользователей. Управлять NAS можно через любой сервер-клиент, лучше всего для этих целей использовать FileZilla Client. Бесплатная софтина доступна на официальном сайте. Все диски сервера необходимо расшарить, добавив в папку Shared Folder. Рекомендуется сразу поставить лимит скорости и ограничить диапазон IP-адресов для доступа к HDD.
Для удаленного управления ПК из глобальной сети придется установить маршрутизатор и выбрать настройки переадресации 20 и 21 портов. Удаленное соединение через интернет осуществляется по 14 и 147 порту. Настроить DNS можно с помощью меню роутера. Рассмотрим подключение на примере Asus.
— бесплатное ПО на базе FreeBSD. Основные преимущества: дружественный веб-интерфейс, репликация данных ZFS быстрее в 8 раз, чем в FreeBSD, поддержка RAID 0,1 и 5. Инсталляционный образ весит 780 мегабайт. Как настроить, читаем здесь.
NAS4FREE — еще одна бесплатная операционная система на ОС FreeBSD. Обновленный графический интерфейс с поддержкой обмена файлами на ОС Windows.
Ubuntu Server — подойдет фанатам Пингвина. Интерфейс крайне лаконичен. Последняя актуальная версия — 12.4 LTS. У администраторов сайтов сложностей не возникнет.
Synology (Xpenology) — красивая, современная, дорогая. Устанавливается в качестве лицензионной системы на аппаратные NAS-сервера. Управлять ею так же легко, как Windows. Позволяет инсталлировать сотни модулей: хостинг, CMS, готовые и настроенные для работы облачные хранилища, различные менеджеры, языки и среды программирования, почтовые сервера, пакеты офисных программ, автоматическое копирование USB-носителей, создание баз данных. Всем она хороша, кроме цены. Synology идет в комплекте с аппаратными NAS + надо платить за расширенные возможности. Demo версия доступна по ссылке.
Xpenology — все то же самое, только взломанное ручками неравнодушных граждан. Единственный минус — не работает удаленный доступ, поскольку выделенный IP-сервер получает через Synology. Проблема решается с помощью серого IP, но только внутри локальной сети. Как установить и пропатчить, написано тут.
Какой создать RAID?
Для доступа к данным сервера можно не заморачиваться с рейдом дисков, особенно, если используется обычная Windows OS. Acronis умеет делать единый виртуальный диск из нескольких винчестеров. Доступ к нему можно получить через FTP с любого устройства. Создавать RAID стоит, если скорости чтения HDD не хватает для игр, когда необходимо хранить объемные видеоролики, большое количество фотографий и бекапов.
Особенности RAID-массивов
RAID 0 — автоматическое распределение файлов по разным дискам. Полетит один HDD — все файлы будут потеряны. Используется только для хранения неважной информации — игр со стима, старых копий бекапа. Единственное преимущество — быстрая скорость чтения, иногда помогающая при фризах в онлайн-играх.
RAID 1 (зеркало) — все файлы дублируются на двух группах винчестеров. При установке 2 терабайт, доступно для записи только 1T.
RAID 2, 3 и 4 — не поддерживается на домашних ПК и многих OC, пропускаем.
RAID 5 — минимум установка 3 HDD, на каждом хранится информация для восстановления и записанные данных. При выходе их строя одного, с 2 других можно восстановить информацию. RAID 5 объединяет в себе возможности 0 и 1, но «съедает» около 16% полезного пространства. Если выйдет из строя сразу 2 диска – информация будет утеряна. Хорошо подходит под хранение видео и объемных файлов.
RAID 6 — медленнее и нажористей пятого номера, отъедает 33%. Способен пережить гибель двух HDD без особых проблем. Рекомендуется для хранения важных бекапов.
SAS-контроллер для бытового использования не нужен, достаточно программной настройки работы дисков. Офису от 10 человек или специалисту по работе с графикой, может понадобится. Обычно контроллеры для RAID устанавливаются в аппаратные NAS сервера.
Какой HDD выбрать для RAID
Лучше всего использовать специальные диски для домашних сетевых хранилищ, например, WD Red Nas Hard Drive. У них есть функция 3D Action RAID, обеспечивающая быстродействие и повышенную надежность. Такие диски рассчитаны на круглосуточную работу в RAID-массивах.
Почему черепица быстро сыпется?
SMR — технология, позволяющая увеличить на 25% вместимость диска за счет использования физического пространства. На таких HDD пишущая головка в два раза толще считывающий. На всех жестких дисках тонкие дорожки с ценной информацией чередуются с широкими с сервисными данными. В результате большой объем пространства теряется. Технология SMR позволяет частично перекрывать толстые дорожки тонкими — этот метод получил название «Черепичная запись». Основной недостаток такого подхода: при записи файла, необходимо перезаписывать все смежные данные до конца пластины. Такие диски на 20% медленнее традиционных и быстрее изнашиваются. Их можно устанавливать, но в одном рейде нельзя комбинировать диски с черепичным и обычным типом записи. Последнее время производители перестали сообщать, при производстве каких дисков они используют SMR, перед покупкой уточняйте, по какой технологии изготовлена конкретная модель HDD.
Заключение
Сборка своего NAS из старого компьютера не сложнее обычного апгрейда ПК. Установив ОС по инструкции, можно за день-два поднять свой сервер и качать торренты, смотреть фильмы в 4К, связать телефон и планшет с практически безразмерным облаком. Программных решений достаточно. RAID создается в пару кликов мыши. Внимательно стоит отнестись к выбору HDD и системе охлаждения, греться и жужжать эта штука не должна!
Читайте также: