從2bay機型入門

依據資料保護和成本的觀點,筆者建議NAS至少需要購買2bay的機型,因為2顆硬碟就可以組合出RAID 1的組態,將資料各存放1份至不同的硬碟上,當其中1顆硬碟不幸損毀時資料還是存在。

另外一方面,即使認為檔案不重要,僅安裝1顆硬碟,也還是應該以2bay為主,至少保留了未來的擴充性,當硬碟空間不敷使用時,可再放入1顆硬碟進去。若是未來空間用滿了,大概也過了些時日,則可考慮採購4bay機種,不僅可擴充容量較大,效能也會比較好。不過除非是一開始就了解自身的空間需求相當大,或是非得要RAID 5、RAID 6、RAID 10的硬碟組態,筆者其實並不建議入門時就採購4bay NAS,一來是同樣效能下價格較貴,二來是近年NAS效能成長加快,晚買享折扣。

低、中、高階差異化

NAS除了以硬碟插槽數量分類之外,還可依價格、效能、功能分類。以入門款式來說,基本上你無法要求任何的功能和效能,但至少Windows、Mac、Linux的檔案分享功能CIFS/SMB、AFP、NFS都具備,為了配合家中多媒體系統的需求,會再加上DLNA這個協定,除此之外,如果廠商放入了其他功能,就是佛心來著。這種入門價位帶大約在新台幣5,000元以下,包含NAS硬體和硬碟。

低階款式的功能就會多了許多,包含大家最需要的下載功能、網頁多媒體播放、相片管理、個人部落格、伺服器資料庫、監視伺服器等眾多功能。雖然廠商願意放入這麼多的功能,但此價位帶的NAS硬體規格和效能都不高,處理器常常是單核心的ARM,時脈大約是1GHz上下,記憶體容量部分也僅有256MB~512MB左右,在傳輸檔案的同時大約可以使用1~2項的其他功能,一旦同步使用的功能增多,NAS就會因為忙不過來而導致整體效能下降。低階款式的NAS單就硬體價格來說約在新台幣5,000元左右,並不包含硬碟。

中階款式的功能大致上與低階款式同步,主要差異在於硬體效能會往上加強,或是部分功能需要硬體方面的支援(如影像處理需要的浮點處理器),才會在中階款式出現。中階的處理核心大多可達單核 1.6GHz~2.0GHz,雙核款式則約在1GHz左右,記憶體也會配置512MB~1GB。NAS 機身上的I/O除了必備的網路埠和USB 2.0之外,也有可能多出USB 3.0或是eSATA連接埠,價位不包含硬碟大約是新台幣7,000元左右。

家用NAS完全攻略:購買前停看聽,認清需求選對規格再下單WD所推出的My Cloud系列1bay NAS,僅有基礎功能,適合不需要花俏功能的使用者。

高階款太高階

高階款式就相當頂級了,因為此市場介於消費端高階和企業級入門,部分款式會將企業級功能下放至此價位帶,譬如快照備份數量或是SSD快取功能。於硬體部分也會稍作修改,雙核心2GHz是正常配置,有時還可見到行動型x86處理器低階款的蹤影,記憶體數量更是大方給,1GB~2GB為標配,有時還有SO-DIMM供使用者自行加裝,2個網路埠進行Link Aggregation同樣為家常便飯。

這價位帶的NAS功能或是效能,對於一般家庭使用者來說都過於強大,除非家中的網路設備和個人功能需求相當高階和複雜,否則也無法發揮高階消費級NAS的全部實力。單買NAS的價格也從新台幣10,000元起跳,對於一般使用者來說還不如自組電腦比較划算(以上價格皆以2bay款式討論)。

選擇適合的RAID模式

多bay類型的NAS,於安裝時一定都會遇到選擇RAID模式的問題,雖說現在的NAS軟體初次安裝時可根據硬碟個數自行選擇最安全的組建模式,一旦遇到硬碟擴充時就不那麼聰明了。

RAID就是Redundant Array of Independent Disks獨立磁碟冗於陣列,利用多組獨立的磁碟機在不同的組合模式下達成提升讀寫性能或是安全性的目標。筆者在此介紹常用的JBOD、RAID 0、RAID 1、RAID 5、RAID 6、RAID 10。

JBOD按照英文字義Just a Bunch Of Disks就只是「一堆硬碟」而已,並不能真正算在RAID裡,由於JBOD並無明確定義,可以指RAID以外的任何狀況,包含單一硬碟自成1個分割區或是數個硬碟合併1個分割區的情形,選擇這個模式前請先閱讀NAS的相關手冊。

RAID 0目標在於將單一資料分割成N份,分別存入N個硬碟之中,讀取也是同時從N個硬碟讀取,越多顆硬碟同時運作,效能就越高。RAID 0僅在加速讀寫資料的速度,並不能保障資料的安全,單一硬碟的部份檔案損毀,就等於整個檔案都損毀了。不過RAID 0的使用空間為所有硬碟加總,不會犧牲掉硬碟容量。

與RAID 0相反的是,RAID 1完全注重資料安全性,將寫入的資料複製成N分,同時寫入N個硬碟中,讀取則同時從N個硬碟中讀出。RAID 1在寫入時的效能會比不作RAID組態時略低,讀取效能卻接近RAID 0,可是RAID由於需要將資料複製後存放,多顆硬碟僅會增加安全性,可容忍N-1顆硬碟損毀,但使用容量僅等於1顆硬碟。

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RAID 0。

 

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RAID 1。

多bay NAS的RAID組態

RAID 0和RAID 1最少僅需要2顆以上的硬碟才能使用,所以能夠在2bay款式上看到,之後的RAID 5、RAID 6、RAID 10則至少需要3個~4個硬碟才能夠運作。

RAID 5很像RAID 0,都是將資料拆分後分別儲存至多個硬碟,但是多個硬碟的相對應磁區會經過Parity Check奇偶校驗之後,存入額外的1個硬碟中,所以RAID 5最少需要3個硬碟才能夠使用,以至於僅會出現在3bay以上的NAS中。RAID 5的可用容量為所有的硬碟容量減去1顆負責存入Parity Bit的硬碟容量,算是兼顧寫入效能和使用容量,可容忍1顆硬碟損毀,但須計算 Parity Bit,所以對於處理器有一定的要求。

RAID 6則是比RAID 5更多了1層防護,除了Parity Check奇偶校驗碼之外,還會採用另外1種方式產生其他的校驗碼,於是同份資料就有2份安全保護。RAID 6需要4顆以上的硬碟才可建立,使用容量為所有硬碟容量減去2顆硬碟容量,可接受2顆硬碟損毀。相較於RAID 5,RAID 6需要產生更多的校驗碼,更耗處理器資源,寫入效能比起RAID 5更低。

RAID 10則是先將2顆硬碟RAID 1之後,再將2組RAID 1組合成RAID 0,同時取用2種RAID組態的優點,且可容忍2顆硬碟損毀(不同的RAID 1陣列裡各1顆)。RAID 10比起RAID 6的處理器計算量少,不過容錯方式比較嚴苛,RAID 6是整組磁碟陣列裡可任意損毀2顆硬碟,RAID 10則是同組RAID 1中至少有1顆硬碟要需正常運作。

以上的RAID組態容量皆以全部硬碟的容量相同討論,如果以1顆2TB和1顆3TB的硬碟組成RAID 1,那麼僅有2TB的容量在RAID 1的保護下,3TB那顆硬碟剩餘的1TB就沒有保護,但由於此類NAS的RAID都是使用軟體建立而非硬體,剩餘的空間依然能夠使用,只是沒了保護功能。

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RAID 5。

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RAID 6。

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RAID 10。

了解硬碟分級意義

了解完畢NAS相關的知識後,就進入挑選硬碟的階段,除了與硬碟共同販售的入門款外,其餘NAS皆須額外購買硬碟裝入方可使用。

適用於NAS環境下的硬碟要求大致上有幾個方向,必須能夠24x7長時間工作、震動小、對於其他硬碟傳來的震動有補償措施。而WD和Seagate則不約而同的把適合放入NAS的硬碟切割為3等級,由低到高為Red/NAS、Se/Constellation CS、Re/Constellation ES.3。最低階的款式轉速不高,WD Red為5400RPM、Seagate NAS為5900RPM,MTBF平均故障間隔時間則都是1百萬小時,讀取頭卸載次數均為60萬次,應用目標皆為5bay以下的家用NAS,保固也都是3年。

往上1級的Se/Constellation CS轉速均為7200RPM,Se的MTBF則因NAS安裝數量的不同而有所變化,5bay以下為1.2百萬小時,以上為1百萬小時(1TB型號往下修正為1百萬小時和80萬小時);Constellation CS的MTBF則均一為80萬小時。讀取頭卸載次數接往下調整至30萬次,保固則提升至5年。

最高階的Re/Constellation ES.3則是強調伺服器的近線應用,不必像線上應用的硬碟這麼快、這麼耐用,但也必須達到不錯的狀況,MTBF均達到了1.2百萬小時和1.4百萬小時,Re讀取頭卸載次數也恢復到了60萬次(Constellation ES.3未有數據)。Se/Re/Constellation CS/Constellation ES.3的抗震系統除了像Red/NAS系列一樣的被動式防護,減少自身發出的震動外,還可主動的修正外來震動對硬碟的影響,使其在多硬碟的場合盡量保持效能。

從規格表來看,Red/NAS級硬碟適合家中輕度負載使用,轉速不必太快,但因為為非連續使用,會將讀取頭移出碟片停靠省電,因此卸載次數和最高等級的硬碟相同。中間的Se/Constellation CS則是因為使用在企業級NAS中,轉速上升的同時也帶入主動的震動修正技術,在連續使用下也不必擁有太多的磁頭停靠次數。而高階款主打近線應用,輔助線上應用硬碟,存取次數不像線上硬碟如此平凡,讀取頭卸載次數又再次增加,而MTBF時數也因為要搭配線上硬碟而變得較長。

所以說使用者應衡量自身的使用情境選擇硬碟,即使是使用江湖上風評不佳的WD Green也沒關係,如果你的NAS系統僅會偶爾存取的話。倘若是整天下載多媒體資源、多人存取NAS資源,使得硬碟長時間待在高負荷量狀態,這本來就不是Green的設計使用情境,突然猝死也只是剛好而已。

注意網路安裝環境

一般而言,除了家中已經採用光纖到府之外,中華電信租貸給使用者的數據機RJ45網路埠都是100Mbps的規格,如果直接將NAS的網路埠直接連往數據機,就會受到線路速率的影響,使得最高的讀寫速度只有10MB/s出頭,這比部分高速USB 2.0隨身碟的20MB/s還要慢。

此時可在數據機後方串接1台GbE等級的交換器(switch),把家中的網路線通通改成經由此交換器,如此一來僅需不到新台幣1,000元的投資(視交換器的埠數而定),即可將10MB/s左右的傳輸率提升至NAS或是GbE網路的極限(100MB/s)。

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在數據機的後方安裝個GbE等級的交換器,區域網路下的設備傳輸資料時就會比較快速。

 

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