NAS · 2024 年 8 月 18 日 0

NAS

先看成果吧

系统内截图

既然是NAS,那就离不开一个东西——硬盘 经过多方考量,最终买了三块3TB-7200转的机械盘组RAID-5 最终实际有效空间也来到了5.4TB,高中三年的存储算是不愁了

关于RAID思路

硬盘组RAID无非为了仨个特性

一是提升数据读写速度,二就是为了提升数据的可读性也就是数据的安全性,三是提供更大的单一逻辑磁盘数据容量存储(一般用不到,除非单一数据真的大的爆炸)

RAID-0

先说RAID-0吧

Raid-0又称条带化,它在所有的raid级别中具有最高的存储性能

Raid-0提高存储性能的原理是把连续的数据分散到多个磁盘上存取。这样系统有数据请求就可以被多个磁盘并行执行。每个磁盘仅负责处理属于它自己的那部分数据请求。这种数据并行操作可以充分利用磁盘带宽。

RAID0模式图

正如这个图中,如果一个数据由A1和A2部分组成,它们将会被存储在两个物理磁盘中。读取的时候,同时从disk0中读取A1和从disk1中读取A2,以组成一个完整的数据。

理论上磁盘的读写速度会比单盘提升N倍。(P.S. N=磁盘数量)

但它的缺点也很明显。它没有任何的冗余盘,只要其中的一块盘坏了整个raid就没法用了。

一句话总结就是速度快无冗余容量无损失

所以raid-0只是提升了。读取的速度。并没有提升数据的可读性,pass了

RAID-1

Raid-1又称为镜像。

它存在的目的是最大限度地保证用户数据的可读性和可修复性。

Raid-1的实现机理是把写入磁盘的数据100%复制到另一块硬盘上,从而实现double数据。

Raid-1仅支持两块硬盘,整个raid大小等于两个磁盘中最小的那块的容量。

一般情况下,我们用两块容量大小相等的硬盘去组raid-1

在向raid-1中存数据时同时写入两块硬盘,实现数据完整备份,但相对降低了写入性能。但是读取数据时可以并发读取,相当于两块硬盘读取速度和。

RAID1模式图

Raid-1就像这个图中。任何的数据都可以在disk0和disk1中同时找到。也就是说存数据时会同时存储在两块物理磁盘上,两块磁盘上的数据保持镜像存在。读取的时候同时从两块物理磁盘中读取同一数据。可以提升读取的速度。

如果说raid-1中任何一块盘坏掉,那么将会从另外一块完好的盘中读取数据。只不过速度就会降低。

任何两块盘去组raid-1都会损失50%的数据容量,如果用两块3TB的硬盘去组raid-1的话,那么最终得到的raid盘的大小只有3TB。

一句话概括,100%冗余,容量砍半。

RAID-5

这就是本次的重头戏 —— RAID-5(条带化加分布式奇偶校验)

它是一种存储性能和数据安全以及存储成本兼顾的存储解决方案

Raid-5需要三块或以上的物理磁盘,可以提供热备盘实现故障恢复。采用奇偶校验,提升数据可读性

只有同时损坏两块物理磁盘时,数据才会完全损坏。只损坏一块盘时,系统会根据存储的奇偶校验位重建数据,临时提供服务。

此时如果有热备盘,系统还会自动在热备盘上重建故障磁盘上的数据。相当于是在新的热备盘中将那会坏掉的盘重构,数据完好无损

RAID5模式图

正如上面这个图。假设我们一共有三块物理盘。我们假设一份完整的数据为A。那么数据A就由数据1和数据2组成。在存储这一份完整的数据A时,会将数据A拆分成数据1和数据2,数据1存在硬盘1中,数据2存在硬盘2中

同时会在硬盘三中生成数据1和数据2的奇偶校验C1。奇偶校验数据C1是由CPU计算过来的。

如果用二进制的零和一去表示。我们做以下假设:数据A的二进制码为01,我们都知道二进制的基础计算原理就是逢二进一。也就是

0+0=0

0+1=1

1+0=1

1+1=10

那么我们在存储数据A的时候,会将0储存在硬盘1中,将1储存在硬盘2中,那么C1的即为1 (0+1=1)

概述:(数据1 = 0,数据2 = 1,数据C1 = 1)

此时就可以进行情景演示了:

①假设盘1坏了

那么由硬盘3中的奇偶数据C1和硬盘2中的数据2,可以计算得到损坏物理盘1中的数据1

计算过程:数据C1 – 数据2 = 数据1

即:1 – 1 = 0

②假设硬盘2坏了

那么由硬盘3中的奇偶数据C1和硬盘1中的数据1可以计算得到损坏物理盘2中的数据2。

计算过程:数据C1 – 数据1 = 数据2

即:1 – 0 = 1

③假设硬盘3坏了

那么我们姑且可以将这一个raid5视为一个raid0。

但是要注意一点,它不是raid0,仍然是raid5。

因为奇偶校验数据并不是全部存在硬盘3中。就比如说数据3和数据4。虽然分别存储于硬盘2和硬盘3中,但是他们的奇偶校验数据却储存于硬盘1中。

决策

我对数据的可读性要求还是蛮高的。如果我跑去组raid0,搞不好哪天某块硬盘坏了,那么我的数据就直接跟我说拜拜了。

所以会在raid1和raid5中选。

至于怎么选,那肯定就是看钱包了。

基于所剩的那么些过年钱。我选择了raid5。

哎嘿嘿,没想到还真的够用!!!

关于硬件思路

前言

Nas对性能要求可高可低,主要看钱包是否充实,由于前面买硬盘已经花费了大把金币,所以在主板CPU的选择上多少得缩点水,本着已经组装过电脑的自信进入了咸鱼和pdd

踩坑Time

第一块主板都搞忘了什么牌子了,纯黑的,还挺帅的别说,然后就是CPU的选择了,需要根据两方面去选择

①CPU是否为nas常用CPU

②CPU针脚是否对口主板

第一个坑我一脚踩在②上,CPU我选的是二核心四线程的 i3-4150@3.5GHz 22纳米制程 Haswell架构,主要还是看重这颗U的价格和同价位最抗打的核显了吧

鲁迅先生曾说过:“这固然很好,但马上就会出问题了”

是的,这主板是1151规格,而CPU封装规格是FCLGA1150,一个针脚的差距就完全怼不进去(当时硬怼,还把主板针脚搞弯了十几根)

第二块主板还挺有说头的,便宜得可怕,主要是它还自带CPU!(小脑萎缩)

A68I-350ITX

映泰A68I-350

这块板子当时我买成40,后来换了个风扇,出来差不多也是50多点。梦想很美好,现实很骨感。用了一个月后我便又去物色别的板子去了,原因有以下几点:

①主板sata口只有三个

②在进行数据奇偶校验的时候发热严重

③BIOS在更换电池后依然不能断电存数据

④二核心二线程性能羸弱

⑤呈二相性的自动重启

⑥颜色我不喜欢(bushi)

反正有一大堆缺点,主要是它的性能已经严重影响到了我数据的存储和读取速度以及量子态的自动重启(硬盘长时间多次通断电有可能出现数据损坏)

综上所述,这块板子不适合我(出坑!)

最终结果

第三块主板,也就是我现在在用的,是一块仿冒板(不确定),主板品牌叫 精英 反正我是没听过的,孤陋寡闻了

H81H3-I

当时买成120吧,买回来再去pdd找CPU时,突然想起在买第一块主板时,买过一个1150封装的CPU,上官网一搜,欸嘿嘿

主板支持列表

刚好支持,好评!

主板及CPU的选择到这就结束了,电源pdd随便搞了个250W的杂牌小1u电源,我这套配置满载功耗(算上硬盘)绝对不会超过66W,就算它是杂牌中的杂牌,就算它的电源效率低破人类科技底线(估摸50%,一般按80%算),那它的稳定功耗都有125W(50%电源效率),都有足足一半多的冗余,更别说这套配置的实际功耗才45W(指在读取存储数据时)左右,待机功耗大概在10W(硬盘休眠)附近徘徊

至此,核心部分完结

NAS机箱

以前还真没怎么了解过nas这一门当,后来才知道原来nas机箱选择也是门学问

机箱可以大,但绝对不能小!!!

吸取第一块主板的教训,这次做足了功课

市面上的nas机箱分为两类

①品牌机淘汰机箱(Synology、QNAP…)

②个人用户3D打印机箱

咱先不说哪个好,咱就是从颜值出发,那也必须得选②啊,多犹豫一秒都是(对钱包的不尊重)对审美的不自信!

款式还挺多的

QNAS4
QNAS7
MNAS
QNAS-EVA

QNAS4(图一)和QNAS7(图二)不符合口味,pass

可惜的是,在购买机箱时我还不是eva迷,所以QNAS-EVA(图4)当时感觉配色太跳了,所以选了MNAS(全名MarioNAS,图3)

并且QNAS-EVA的主板选用的是当时很火的畅网(特殊主板),所以也不适配

综上所述:选了MNAS

我的成品图(当时还在测试时拍的,还没理线):

测试时

哎嘿,这才发现主板甚至还是前面我说的第二块板子(映泰)

而且当时nas背板也没到,所以线都是从正面出来的(好难看)

(好像忘了介绍NAS背板…)

长这个样子

nas背板

当时买成120,看起来很大,实际上跟手掌摊开差不多大小

总结

成本(主板+CPU+硬盘+机箱+背板+杂项)大概在1000左右(不包含试错成本)

好了,物理机总算是解决了。下一步是系统选择,开个新的文章吧。