Системы хранения данных компании Intel. NAS – сетевая система хранения данных

Именно информация является движущей силой современного бизнеса и в настоящий момент считается наиболее ценным стратегическим активом любого предприятия. Объем информации растет в геометрической прогрессии вместе с ростом глобальных сетей и развитием электронной коммерции. Для достижения успеха в информационной войне необходимо обладать эффективной стратегией хранения, защиты, совместного доступа и управления самым важным цифровым имуществом - данными - как сегодня, так и в ближайшем будущем.

Управление ресурсами хранения данных стало одной из самых животрепещущих стратегических проблем, стоящих перед сотрудниками отделов информационных технологий. Вследствие развития Интернета и коренных изменений в процессах бизнеса информация накапливается с невиданной скоростью. Кроме насущной проблемы обеспечения возможности постоянного увеличения объема хранимой информации, не менее остро на повестке дня стоит и проблема обеспечения надежности хранения данных и постоянного доступа к информации. Для многих компаний формула доступа к данным «24 часа в сутки, 7 дней в неделю, 365 дней в году» стала нормой жизни.

В случае отдельного ПК под системой хранения данных (СХД) можно понимать отдельный внутренний жесткий диск или систему дисков. Если же речь заходит о корпоративной СХД, то традиционно можно выделить три технологии организации хранения данных: Direct Attached Storage (DAS), Network Attach Storage (NAS) и Storage Area Network (SAN).

Direct Attached Storage (DAS)

Технология DAS подразумевает прямое (непосредственное) подключение накопителей к серверу или к ПК. При этом накопители (жесткие диски, ленточные накопители) могут быть как внутренними, так и внешними. Простейший случай DAS-системы - это один диск внутри сервера или ПК. Кроме того, к DAS-системе можно отнести и организацию внутреннего RAID-массива дисков с использованием RAID-контроллера.

Стоит отметить, что, несмотря на формальную возможность использования термина DAS-системы по отношению к одиночному диску или к внутреннему массиву дисков, под DAS-системой принято понимать внешнюю стойку или корзину с дисками, которую можно рассматривать как автономную СХД (рис. 1). Кроме независимого питания, такие автономные DAS-системы имеют специализированный контроллер (процессор) для управления массивом накопителей. К примеру, в качестве такого контроллера может выступать RAID-контроллер с возможностью организации RAID-массивов различных уровней.

Рис. 1. Пример DAS-системы хранения данных

Следует отметить, что автономные DAS-системы могут иметь несколько внешних каналов ввода-вывода, что обеспечивает возможность подключения к DAS-системе нескольких компьютеров одновременно.

В качестве интерфейсов для подключения накопителей (внутренних или внешних) в технологии DAS могут выступать интерфейсы SCSI (Small Computer Systems Interface), SATA, PATA и Fibre Channel. Если интерфейсы SCSI, SATA и PATA используются преимущественно для подключения внутренних накопителей, то интерфейс Fibre Channel применяется исключительно для подключения внешних накопителей и автономных СХД. Преимущество интерфейса Fibre Channel заключается в данном случае в том, что он не имеет жесткого ограничения по длине и может использоваться в том случае, когда сервер или ПК, подключаемый к DAS-системе, находится на значительном расстоянии от нее. Интерфейсы SCSI и SATA также могут использоваться для подключения внешних СХД (в этом случае интерфейс SATA называют eSATA), однако данные интерфейсы имеют строгое ограничение по максимальной длине кабеля, соединяющего DAS-систему и подключаемый сервер.

К основным преимуществам DAS-систем можно отнести их низкую стоимость (в сравнении с другими решениями СХД), простоту развертывания и администрирования, а также высокую скорость обмена данными между системой хранения и сервером. Собственно, именно благодаря этому они завоевали большую популярность в сегменте малых офисов и небольших корпоративных сетей. В то же время DAS-системы имеют и свои недостатки, к которым можно отнести слабую управляемость и неоптимальную утилизацию ресурсов, поскольку каждая DAS-система требует подключения выделенного сервера.

В настоящее время DAS-системы занимают лидирующее положение, однако доля продаж этих систем постоянно уменьшается. На смену DAS-системам постепенно приходят либо универсальные решения с возможностью плавной миграции с NAS-системам, либо системы, предусматривающие возможность их использования как в качестве DAS-, так и NAS- и даже SAN-систем.

Системы DAS следует использовать при необходимости увеличения дискового пространства одного сервера и вынесения его за корпус. Также DAS-системы можно рекомендовать к применению для рабочих станций, обрабатывающих большие объемы информации (например, для станций нелинейного видеомонтажа).

Network Attached Storage (NAS)

NAS-системы - это сетевые системы хранения данных, непосредственно подключаемые к сети точно так же, как и сетевой принт-сервер, маршрутизатор или любое другое сетевое устройство (рис. 2). Фактически NAS-системы представляют собой эволюцию файл-серверов: разница между традиционным файл-сервером и NAS-устройством примерно такая же, как между аппаратным сетевым маршрутизатором и программным маршрутизатором на основе выделенного сервера.

Рис. 2. Пример NAS-системы хранения данных

Для того чтобы понять разницу между традиционным файл-сервером и NAS-устройством, давайте вспомним, что традиционный файл-сервер представляет собой выделенный компьютер (сервер), на котором хранится информация, доступная пользователям сети. Для хранения информации могут использоваться жесткие диски, устанавливаемые в сервер (как правило, они устанавливаются в специальные корзины), либо к серверу могут подключаться DAS-устройства. Администрирование файл-сервера производится с использованием серверной операционной системы. Такой подход к организации систем хранения данных в настоящее время является наиболее популярным в сегменте небольших локальных сетей, однако он имеет один существенный недостаток. Дело в том, что универсальный сервер (да еще в сочетании с серверной операционной системой) - это отнюдь не дешевое решение. В то же время большинство функциональных возможностей, присущих универсальному серверу, в файл-сервере просто не используется. Идея заключается в том, чтобы создать оптимизированный файл-сервер с оптимизированной операционной системой и сбалансированной конфигурацией. Именно эту концепцию и воплощает в себе NAS-устройство. В этом смысле NAS-устройства можно рассматривать как «тонкие» файл-серверы, или, как их иначе называют, файлеры (filers).

Кроме оптимизированной ОС, освобожденной от всех функций, не связанных с обслуживанием файловой системы и реализацией ввода-вывода данных, NAS-системы имеют оптимизированную по скорости доступа файловую систему. NAS-системы проектируются таким способом, что вся их вычислительная мощь фокусируется исключительно на операциях обслуживания и хранения файлов. Сама операционная система располагается во флэш-памяти и предустанавливается фирмой-производителем. Естественно, что с выходом новой версии ОС пользователь может самостоятельно «перепрошить» систему. Подсоединение NAS-устройств к сети и их конфигурирование представляет собой достаточно простую задачу и по силам любому опытному пользователю, не говоря уже о системном администраторе.

Таким образом, в сравнении с традиционными файловыми серверами NAS-устройства являются более производительными и менее дорогими. В настоящее время практически все NAS-устройства ориентированы на использование в сетях Ethernet (Fast Ethernet, Gigabit Ethernet) на основе протоколов TCP/IP. Доступ к устройствам NAS производится с помощью специальных протоколов доступа к файлам. Наиболее распространенными протоколами файлового доступа являются протоколы CIFS, NFS и DAFS.

CIFS (Common Internet File System System - общая файловая система Интернета) - это протокол, который обеспечивает доступ к файлам и сервисам на удаленных компьютерах (в том числе и в Интернет) и использует клиент-серверную модель взаимодействия. Клиент создает запрос к серверу на доступ к файлам, сервер выполняет запрос клиента и возвращает результат своей работы. Протокол CIFS традиционно используется в локальных сетях с ОС Windows для доступа к файлам. Для транспортировки данных CIFS использует TCP/IP-протокол. CIFS обеспечивает функциональность, похожую на FTP (File Transfer Protocol), но предоставляет клиентам улучшенный контроль над файлами. Он также позволяет разделять доступ к файлам между клиентами, используя блокирование и автоматическое восстановление связи с сервером в случае сбоя сети.

Протокол NFS (Network File System - сетевая файловая система) традиционно применяется на платформах UNIX и представляет собой совокупность распределенной файловой системы и сетевого протокола. В протоколе NFS также используется клиент-серверная модель взаимодействия. Протокол NFS обеспечивает доступ к файлам на удаленном хосте (сервере) так, как если бы они находились на компьютере пользователя. Для транспортировки данных NFS использует протокол TCP/IP. Для работы NFS в Интернeте был разработан протокол WebNFS.

Протокол DAFS (Direct Access File System - прямой доступ к файловой системе) - это стандартный протокол файлового доступа, который основан на NFS. Данный протокол позволяет прикладным задачам передавать данные в обход операционной системы и ее буферного пространства напрямую к транспортным ресурсам. Протокол DAFS обеспечивает высокие скорости файлового ввода-вывода и снижает загрузку процессора благодаря значительному уменьшению количества операций и прерываний, которые обычно необходимы при обработке сетевых протоколов.

DAFS проектировался с ориентацией на использование в кластерном и серверном окружении для баз данных и разнообразных Интернет-приложений, ориентированных на непрерывную работу. Он обеспечивает наименьшие задержки доступа к общим файловым ресурсам и данным, а также поддерживает интеллектуальные механизмы восстановления работоспособности системы и данных, что делает его привлекательным для использования в NAS-системах.

Резюмируя вышеизложенное, NAS-системы можно рекомендовать для использования в мультиплатформенных сетях в случае, когда требуется сетевой доступ к файлам и достаточно важными факторами являются простота установки администрирования системы хранения данных. Прекрасным примером является применение NAS в качестве файл-сервера в офисе небольшой компании.

Storage Area Network (SAN)

Собственно, SAN - это уже не отдельное устройство, а комплексное решение, представляющее собой специализированную сетевую инфраструктуру для хранения данных. Сети хранения данных интегрируются в виде отдельных специализированных подсетей в состав локальной (LAN) или глобальной (WAN) сети.

По сути, SAN-сети связывают один или несколько серверов (SAN-серверов) с одним или несколькими устройствами хранения данных. SAN-сети позволяют любому SAN-серверу получать доступ к любому устройству хранения данных, не загружая при этом ни другие серверы, ни локальную сеть. Кроме того, возможен обмен данными между устройствами хранения данных без участия серверов. Фактически SAN-сети позволяют очень большому числу пользователей хранить информацию в одном месте (с быстрым централизованным доступом) и совместно использовать ее. В качестве устройств хранения данных могут использоваться RAID-массивы, различные библиотеки (ленточные, магнитооптические и др.), а также JBOD-системы (массивы дисков, не объединенные в RAID).

Сети хранения данных начали интенсивно развиваться и внедряться лишь с 1999 года.

Подобно тому как локальные сети в принципе могут строиться на основе различных технологий и стандартов, для построения сетей SAN также могут применяться различные технологии. Но точно так же, как стандарт Ethernet (Fast Ethernet, Gigabit Ethernet) стал стандартом де-факто для локальный сетей, в сетях хранения данных доминирует стандарт Fibre Channel (FC). Собственно, именно развитие стандарта Fibre Channel привело к развитию самой концепции SAN. В то же время необходимо отметить, что все большую популярность приобретает стандарт iSCSI, на основе которого тоже возможно построение SAN-сетей.

Наряду со скоростными параметрами одним из важнейших преимуществ Fibre Channel является возможность работы на больших расстояниях и гибкость топологии. Концепция построения топологии сети хранения данных базируется на тех же принципах, что и традиционные локальные сети на основе коммутаторов и маршрутизаторов, что значительно упрощает построение многоузловых конфигураций систем.

Стоит отметить, что для передачи данных в стандарте Fibre Channel используются как оптоволоконные, так и медные кабели. При организации доступа к территориально удаленным узлам на расстоянии до 10 км используется стандартная аппаратура и одномодовое оптоволокно для передачи сигнала. Если же узлы разнесены на большее расстояние (десятки или даже сотни километров), применяются специальные усилители.

Топология SAN-сети

Типичный вариант SAN-сети на основе стандарта Fibre Channel показан на рис. 3. Инфраструктуру такой SAN-сети составляют устройства хранения данных с интерфейсом Fibre Channel, SAN-серверы (серверы, подключаемые как к локальной сети по интерфейсу Ethernet, так и к SAN-сети по интерфейсу Fiber Channel) и коммутационная фабрика (Fibre Channel Fabric), которая строится на основе Fibre Channel-коммутаторов (концентраторов) и оптимизирована для передачи больших блоков данных. Доступ сетевых пользователей к системе хранения данных реализуется через SAN-серверы. При этом важно, что трафик внутри SAN-сети отделен от IP-трафика локальной сети, что, безусловно, позволяет снизить загрузку локальной сети.

Рис. 3. Типичная схема SAN-сети

Преимущества SAN-сетей

К основным преимуществам технологии SAN можно отнести высокую производительность, высокий уровень доступности данных, отличную масштабируемость и управляемость, возможность консолидации и виртуализации данных.

Коммутационные фабрики Fiber Channel с неблокирующей архитектурой позволяют реализовать одновременный доступ множества SAN-серверов к устройствам хранения данных.

В архитектуре SAN данные могут легко перемещаться с одного устройства хранения данных на другое, что позволяет оптимизировать размещение данных. Это особенно важно в том случае, когда нескольким SAN-серверам требуется одновременный доступ к одним и тем же устройствам хранения данных. Отметим, что процесс консолидации данных невозможен в случае использования других технологий, как, например, при применении DAS-устройств, то есть устройств хранения данных, непосредственно подсоединяемых к серверам.

Другая возможность, предоставляемая архитектурой SAN, - это виртуализация данных. Идея виртуализации заключается в том, чтобы обеспечить SAN-серверам доступ не к отдельным устройствам хранения данных, а к ресурсам. То есть серверы должны «видеть» не устройства хранения данных, а виртуальные ресурсы. Для практической реализации виртуализации между SAN-серверами и дисковыми устройствами может размещаться специальное устройство виртуализации, к которому с одной стороны подключаются устройства хранения данных, а с другой - SAN-серверы. Кроме того, многие современные FC-коммутаторы и HBA-адаптеры предоставляют возможность реализации виртуализации.

Следующая возможность, предоставляемая SAN-сетями, - это реализация удаленного зеркалирования данных. Принцип зеркалирования данных заключается в дублировании информации на несколько носителей, что повышает надежность хранения информации. Примером простейшего случая зеркалирования данных может служить объединение двух дисков в RAID-массив уровня 1. В данном случае одна и та же информация записывается одновременно на два диска. Недостатком такого способа можно считать локальное расположение обоих дисков (как правило, диски находятся в одной и той же корзине или стойке). Сети хранения данных позволяют преодолеть этот недостаток и предоставляют возможность организации зеркалирования не просто отдельных устройств хранения данных, а самих SAN-сетей, которые могут быть удалены друг от друга на сотни километров.

Еще одно преимущество SAN-сетей заключается в простоте организации резервного копирования данных. Традиционная технология резервного копирования, которая используется в большинстве локальных сетей, требует выделенного Backup-сервера и, что особенно важно, выделенной полосы пропускания сети. Фактически во время операции резервного копирования сам сервер становится недоступным для пользователей локальной сети. Собственно, именно поэтому резервное копирование производится, как правило, в ночное время.

Архитектура сетей хранения данных позволяет принципиально по-иному подойти к проблеме резервного копирования. В этом случае Backup-сервер является составной частью SAN-сети и подключается непосредственно к коммутационной фабрике. В этом случае Backup-трафик оказывается изолированным от трафика локальной сети.

Оборудование, используемое для создания SAN-сетей

Как уже отмечалось, для развертывания SAN-сети требуются устройства хранения данных, SAN-серверы и оборудование для построения коммутационной фабрики. Коммутационные фабрики включают как устройства физического уровня (кабели, коннекторы), так и устройства подключения (Interconnect Device) для связи узлов SAN друг с другом, устройства трансляции (Translation devices), выполняющие функции преобразования протокола Fibre Channel (FC) в другие протоколы, например SCSI, FCP, FICON, Ethernet, ATM или SONET.

Кабели

Как уже отмечалось, для соединения SAN-устройств стандарт Fibre Channel допускает использование как волоконно-оптических, так и медных кабелей. При этом в одной SAN-сети могут применяться различные типы кабелей. Медный кабель используется для коротких расстояний (до 30 м), а волоконно-оптический - как для коротких, так и для расстояний до 10 км и больше. Применяют как многомодовый (Multimode), так и одномодовый (Singlemode) волоконно-оптические кабели, причем многомодовый используется для расстояний до 2 км, а одномодовый - для больших расстояний.

Сосуществование различных типов кабелей в пределах одной SAN-сети обеспечивается посредством специальных конверторов интерфейсов GBIC (Gigabit Interface Converter) и MIA (Media Interface Adapter).

В стандарте Fibre Channel предусмотрено несколько возможных скоростей передачи (см. таблицу). Отметим, что в настоящее время наиболее распространены FC-устройства стандартов 1, 2 и 4 GFC. При этом обеспечивается обратная совместимость более скоростных устройств с менее скоростными, то есть устройство стандарта 4 GFC автоматически поддерживает подключение устройств стандартов 1 и 2 GFC.

Устройства подключения (Interconnect Device)

В стандарте Fibre Channel допускается использование различных сетевых топологий подключения устройств, таких как «точка-точка» (Point-to-Point), кольцо с разделяемым доступом (Arbitrated Loop, FC-AL) и коммутируемая связная архитектура (switched fabric).

Топология «точка-точка» может применяться для подключения сервера к выделенной системе хранения данных. В этом случае данные не используются совместно с серверами SAN-сети. Фактически данная топология является вариантом DAS-системы.

Для реализации топологии «точка-точка», как минимум, необходим сервер, оснащенный адаптером Fibre Channel, и устройство хранения данных с интерфейсом Fibre Channel.

Топология кольца с разделенным доступом (FC-AL) подразумевает схему подключения устройств, при котором данные передаются по логически замкнутому контуру. При топологии кольца FC-AL в качестве устройств подключения могут выступать концентраторы или коммутаторы Fibre Channel. При использовании концентраторов полоса пропускания делится между всеми узлами кольца, в то время как каждый порт коммутатора предоставляет протокольную полосу пропускания для каждого узла.

На рис. 4 показан пример кольца Fibre Channel с разделением доступа.

Рис. 4. Пример кольца Fibre Channel с разделением доступа

Конфигурация аналогична физической звезде и логическому кольцу, используемым в локальных сетях на базе технологии Token Ring. Кроме того, как и в сетях Token Ring, данные перемещаются по кольцу в одном направлении, но, в отличие от сетей Token Ring, устройство может запросить право на передачу данных, а не ждать получения пустого маркера от коммутатора. Кольца Fibre Channel с разделением доступа могут адресовать до 127 портов, однако, как показывает практика, типичные кольца FC-AL содержат до 12 узлов, а после подключения 50 узлов производительность катастрофически снижается.

Топология коммутируемой связной архитектуры (Fibre Channel switched-fabric) реализуется на базе Fibre Channel-коммутаторов. В данной топологии каждое устройство имеет логическое подключение к любому другому устройству. Фактически Fibre Channel-коммутаторы связной архитектуры выполняют те же функции, что и традиционные Ethernet-коммутаторы. Напомним, что, в отличие от концентратора, коммутатор - это высокоскоростное устройство, которое обеспечивает подключение по схеме «каждый с каждым» и обрабатывает несколько одновременных подключений. Любой узел, подключенный к Fibre Channel-коммутатору, получает протокольную полосу пропускания.

В большинстве случаев при создании крупных SAN-сетей используется смешанная топология. На нижнем уровне применяются FC-AL-кольца, подключенные к малопроизводительным коммутаторам, которые, в свою очередь, подключаются к высокоскоростным коммутаторам, обеспечивающим максимально возможную пропускную способность. Несколько коммутаторов могут быть соединены друг с другом.

Устройства трансляции

Устройства трансляции являются промежуточными устройствами, выполняющими преобразование протокола Fibre Channel в протоколы более высоких уровней. Эти устройства предназначены для соединения Fibre Channel-сети с внешней WAN-сетью, локальной сетью, а также для присоединения к Fibre Channel-сети различных устройств и серверов. К таким устройствам относятся мосты (Bridge), Fibre Channel-адаптеры (Host Bus Adapters (HBA), маршрутизаторы, шлюзы и сетевые адаптеры. Классификация устройств трансляции показана на рис. 5.

Рис. 5. Классификация устройств трансляции

Наиболее распространенными устройствами трансляции являются HBA-адаптеры с интерфейсом PCI, которые применяются для подключения серверов к сети Fibre Channel. Сетевые адаптеры позволяют подключать локальные Ethernet-сети к сетям Fibre Channel. Мосты используются для подключения устройств хранения данных с SCSI интерфейсом к сети на базе Fibre Channel. Cледует отметить, что в последнее время практически все устройства хранения данных, которые предназначены для применения в SAN, имеют встроенный Fibre Channel и не требуют использования мостов.

Устройства хранения данных

В качестве устройств хранения данных в SAN-сетях могут использоваться как жесткие диски, так и ленточные накопители. Если говорить о возможных конфигурациях применения жестких дисков в качестве устройств хранения данных в SAN-сетях, то это могут быть как массивы JBOD, так и RAID-массивы дисков. Традиционно устройства хранения данных для SAN-сетей выпускаются в виде внешних стоек или корзин, оснащенных специализированным RAID-контроллером. В отличие от NAS- или DAS-устройств, устройства для SAN-систем оснащаются Fibre Channel-интерфейсом. При этом сами диски могут иметь как SCSI-, так и SATA-интерфейс.

Кроме устройств хранения на основе жестких дисков, в SAN-сетях широкое применение находят ленточные накопители и библиотеки.

SAN-серверы

Серверы для сетей SAN отличаются от обычных серверов приложений только одной деталью. Кроме сетевого Ethernet-адаптера, для взаимодействия сервера с локальной сетью они оснащаются HBA-адаптером, что позволяет подключать их к SAN-сетям на основе Fibre Channel.

Системы хранения данных компании Intel

Далее мы рассмотрим несколько конкретных примеров устройств хранения данных компании Intel. Строго говоря, компания Intel не выпускает законченных решений и занимается разработкой и производством платформ и отдельных компонентов для построения систем хранения данных. На основе данных платформ многие компании (в том числе и целый ряд российских компаний) производят уже законченные решения и продают их под своими логотипами.

Intel Entry Storage System SS4000-E

Система хранения данных Intel Entry Storage System SS4000-E представляет собой NAS-устройство, предназначенное для применения в небольших и средних офисах и многоплатформенных локальных сетях. При использовании системы Intel Entry Storage System SS4000-E разделяемый сетевой доступ к данным получают клиенты на основе Windows-, Linux- и Macintosh-платформ. Кроме того, Intel Entry Storage System SS4000-E может выступать как в роли DHCP-сервера, так и DHCP-клиента.

Система хранения данных Intel Entry Storage System SS4000-E представляет собой компактную внешнюю стойку с возможностью установки до четырех дисков с интерфейсом SATA (рис. 6). Таким образом, максимальная емкость системы может составлять 2 Тбайт при использовании дисков емкостью 500 Гбайт.

Рис. 6. Система хранения данных Intel Entry Storage System SS4000-E

В системе Intel Entry Storage System SS4000-E применяется SATA RAID-контроллер с поддержкой уровней RAID-массивов 1, 5 и 10. Поскольку данная система является NAS-устройством, то есть фактически «тонким» файл-сервером, система хранения данных должна иметь специализированный процессор, память и прошитую операционную систему. В качестве процессора в системе Intel Entry Storage System SS4000-E применяется Intel 80219 с тактовой частотой 400 МГц. Кроме того, система оснащена 256 Мбайт памяти DDR и 32 Мбайт флэш-памяти для хранения операционной системы. В качестве операционной системы используется Linux Kernel 2.6.

Для подключения к локальной сети в системе предусмотрен двухканальный гигабитный сетевой контроллер. Кроме того, имеются также два порта USB.

Устройство хранения данных Intel Entry Storage System SS4000-E поддерживает протоколы CIFS/SMB, NFS и FTP, а настройка устройства реализуется с использованием web-интерфейса.

В случае применения Windows-клиентов (поддерживаются ОС Windows 2000/2003/XP) дополнительно имеется возможность реализации резервного копирования и восстановления данных.

Intel Storage System SSR212CC

Система Intel Storage System SSR212CC представляет собой универсальную платформу для создания систем хранения данных типа DAS, NAS и SAN. Эта система выполнена в корпусе высотой 2 U и предназначена для монтажа в стандартную 19-дюймовую стойку (рис. 7). Система Intel Storage System SSR212CC поддерживает установку до 12 дисков с интерфейсом SATA или SATA II (поддерживается функция горячей замены), что позволяет наращивать емкость системы до 6 Тбайт при использовании дисков емкостью по 550 Гбайт.

Рис. 7. Система хранения данных Intel Storage System SSR212CC

Фактически система Intel Storage System SSR212CC представляет собой полноценный высокопроизводительный сервер, функционирующий под управлением операционных систем Red Hat Enterprise Linux 4.0, Microsoft Windows Storage Server 2003, Microsoft Windows Server 2003 Enterprise Edition и Microsoft Windows Server 2003 Standard Edition.

Основу сервера составляет процессор Intel Xeon с тактовой частотой 2,8 ГГц (частота FSB 800 МГц, размер L2-кэша 1 Мбайт). Система поддерживает использование памяти SDRAM DDR2-400 с ECC максимальным объемом до 12 Гбайт (для установки модулей памяти предусмотрено шесть DIMM-слотов).

Система Intel Storage System SSR212CC оснащена двумя RAID-контроллерами Intel RAID Controller SRCS28Xs с возможностью создания RAID-массивов уровней 0, 1, 10, 5 и 50. Кроме того, система Intel Storage System SSR212CC имеет двухканальный гигабитный сетевой контроллер.

Intel Storage System SSR212MA

Система Intel Storage System SSR212MA представляет собой платформу для создания систем хранения данных в IP SAN-сетях на основе iSCSI.

Данная система выполнена в корпусе высотой 2 U и предназначена для монтажа в стандартную 19-дюймовую стойку. Система Intel Storage System SSR212MA поддерживает установку до 12 дисков с интерфейсом SATA (поддерживается функция горячей замены), что позволяет наращивать емкость системы до 6 Тбайт при использовании дисков емкостью по 550 Гбайт.

По своей аппаратной конфигурации система Intel Storage System SSR212MA не отличается от системы Intel Storage System SSR212CC.

NAS (англ. Network Attached Storage) – сетевая система хранения данных. Сетевые хранилища представляют собой внешние жёсткие диски, которые подключаются к сети и позволяют нескольким пользователям работать с общими файлами. NAS становится всё более популярной, что, в общем-то, неудивительно. Объём хранимой информации увеличивается из года в год в геометрической прогрессии, соответственно, и рынок систем NAS не стоит на месте, что неоднократно отмечала IDC в своих прогнозах.

В сегодняшнем материале мы хотим немного подробнее рассказать о сетевой системе хранения данных – NAS.

Файловый сервер или NAS?

Network Attached Storage предусматривает подключение накопителей информации непосредственно к компьютерной сети. Стоит отметить, что сетевая система хранения данных функционирует как в локальных, так и в распределённых сетях, главное – чтобы были протокол TCP/IP и технология Ethernet.

У более-менее подготовленного читателя возникают вполне резонные вопросы: почему NAS? А куда делся файл-сервер?

Дело в том, что зачастую в инфраструктуре предприятия сервер выполняет ряд функциональных задач, что непосредственно отражается на скорости прямого доступа к данным и, как следствие, вызывает большую загруженность системы в целом. Добавьте сомнительную гибкость – при отказе сервера у вас попросту нет доступа к данным. Да и наращивание ёмкости в серьёзном сервере стоит немалых денег, и не редки случаи, когда на сервере физически не хватает места для очередного добавления накопителей на жёстких дисках.

Сетевая система хранения данных более гибка в этом плане и дружелюбна в отношении потребительского кошелька.

Архитектура NAS

Архитектура NAS максимально оптимизирована для конкретной задачи: файловый сервис. В основу проектирования NAS-продуктов положено ключевое правило: вся вычислительная мощность сосредоточена на единственной и главной задаче – обслуживание и хранение файлов. Ограничившись ключевой задачей, NAS-продукты позволяют организовать работу группы пользователей с общими файлами максимально эффективно с точки зрения быстродействия и затрат.

Гибкость Network Attached Storage на высоте: простое и удобное администрирование, возможность наращивания объёма без отключения основной системы, использование стандартных коммуникационных протоколов и сетевых подключений. Для подсоединения NAS-устройств к сети не требуется каких-либо специфических интерфейсов или специального «железа». Достаточно подключить Network Attached Storage к сети, как все его ресурсы становятся доступны для пользователей, у которых NAS появляется в виде дополнительных дисков. Столь простые возможности по наращиванию ёмкостей для хранения данных по достоинству оценят компании с серьёзной компьютерной инфраструктурой.

Сетевая система хранения данных использует упрощённые операционные системы, такие ОС лишены всех ненужных служб и модулей и в то же время максимально оптимизированы для обслуживания файловой системы. Простая архитектура софта позволяет получить высокую скорость передачи данных и максимально быстрый отклик на запросы пользователей, при этом не требуя каких-либо серьёзных вычислительных мощностей. Как правило, такие ОС зашиты во флеш-память устройства и предустанавливаются фирмой-производителем, однако есть и софт, который свободно распространяется в Интернете. Об одной такой операционной системе мы поговорим чуть ниже.

Резюмируя всё написанное выше, можно с уверенностью сказать, что NAS-архитектура позволяет получить безумно привлекательную стоимость одного гигабайта хранения данных, сетевые системы хранения данных не требуют серьёзного администрирования, работают с любыми платформами (Windows, Linux и пр.), не требуют каких-либо специфических интерфейсов и отличаются удобным и простым процессом наращивания дискового пространства.

Развитие технологии Ethernet и появление гигабитных сетей позволило в значительной мере увеличить производительность NAS-систем и, как следствие, повысить привлекательность таких решений. Сегодня различные производители предлагают свои NAS-решения. Благодаря столь гибкой архитектуре NAS компании-производители способны удовлетворить запросы всех ценовых сегментов – от потребностей серьёзной корпорации до задач небольшой домашней инфраструктуры, концепции «цифрового дома».

Цифровой дом

Продукты NAS имеют ещё один неоспоримый плюс – это доступность. Если вы администратор домашней сети и не располагаете серьёзными финансами или просто хотите иметь Network Attached Storage и не желаете тратить большую сумму денег, тогда можно построить сетевую систему хранения данных на основе операционной системы FreeNAS.

FreeNAS

Операционная система FreeNAS основана на BSD-ядре, которое максимально оптимизировано для задач Network Attached Storage. Сама по себе FreeNAS занимает минимальное количество дискового пространства (42 Мбайт) и позволяет грузиться с CD или с флеш-брелока.

Управление и настройка FreeNAS происходит с помощью простого веб-интерфейса. Всё максимально просто: собираем обычный бюджетный ПК с сетевой картой, устанавливаем необходимое количество жёстких дисков, вставляем CD с FreeNAS, заранее убедившись, что в BIOS Setup материнской платы включён параметр «Загрузка с CD». Загружаемся – и получаем готовую рабочую систему хранения данных, для настройки которой нам достаточно в браузере ввести IP-адрес сервера (для того чтобы узнать IP-адрес, придётся подключить монитор к нашему Network Attached Storage), а затем имя пользователя и пароль (по умолчанию это admin/freenas).

Выводы

Резюмируя всё вышесказанное, можно смело отметить, что Network Attached Storage – достаточно интересные и перспективные решения хранения данных. NAS-продукты обладают массой плюсов: доступность, гибкость, удобство и простота настройки. Всё это весомые аргументы в пользу сетевых систем хранения данных. О перспективности NAS говорят не только её сильное стороны, но и цифры. Рынок Network Attached Storage постоянно развивается, и, по отчётам IDC, наблюдается серьёзный рост в этом сегменте.

Мы обязательно продолжим тему Network Attached Storage и в ближайшее время познакомим вас, дорогие читатели, с практической составляющей сетевых систем хранения данных или, говоря простым языком, построим бюджетную доступную NAS-систему с использованием недорогих комплектующих и операционной системы FreeNAS.

Технология NAS (сетевые подсистемы хранения данных, Network Attached Storage) развивается как альтернатива универсальным серверам. В отличие от серверов NAS-устройства выполняют только одну функцию - файловое хранение данных. Конструктивно NAS представляет собой специализированный кэшируемый сервер, который подключается напрямую к локальной сети (LAN), обычно используя Ethernet, предоставляя доступ к уже настроенному дисковому пространству, используя собственную интегрированную файловую систему и программное обеспечение для управления данными, для неограниченного количества гетерогенных клиентов или других серверов.
Таким образом, NAS можно считать законченным решением в области хранения данных, очень надежным и стабильным решением с невысокой ценой. В большинстве случаев NAS является оптимальным решением для небольших компаний и позволяет создать емкую сеть хранения информации малыми средствами

В отличие от серверов NAS-устройства выполняют только одну функцию - файловое хранение данных. Конструктивно NAS представляет собой специализированный кэшируемый сервер, который подключается напрямую к локальной сети (LAN), обычно используя Ethernet, предоставляя доступ к уже настроенному дисковому пространству, используя собственную интегрированную файловую систему и программное обеспечение для управления данными, для неограниченного количества гетерогенных клиентов или других серверов. NAS-устройство является быстрым решением проблемы нехватки свободного дискового пространства, т.к. после подключения NAS-устройства к компьютерной сети, практически сразу можно начинать с ним работать.

NAS-устройство является быстрым решением проблемы нехватки свободного дискового пространства, т.к. после подключения NAS-устройства к компьютерной сети, практически сразу можно начинать с ним работать.
Конструктивно NAS представляет собой специализированный кэшируемый сервер, который подключается напрямую к локальной сети (LAN), обычно используя Ethernet, предоставляя доступ к уже настроенному дисковому пространству, используя собственную интегрированную файловую систему и программное обеспечение для управления данными, для неограниченного количества гетерогенных клиентов или других серверов.

NAS-сети лучше всего подходят для небольших офисов или отделов предприятий. Системы такого типа достаточно просто администрировать. NAS-устройства, если пользоваться общепринятой терминологией, являются Plug-and-play-устройствами. Они подключаются к существующей локальной вычислительной сети (LAN), сами определяют свои IP-адреса, а затем появляются в сети как дополнительные накопители информации. За счет того, что NAS-устройства выполняют лишь строго ограниченные функции, в них зачастую используются либо специальные операционные системы, либо стандартные ОС с ограниченной функциональностью, а это позволяет использовать недорогие встраиваемые процессоры с небольшими объемами оперативной памяти, ведь они расходуются лишь на хранение и извлечение данных.

Кроме того, NAS-устройства являются мультипротокольными, то есть поддерживают несколько сетевых протоколов файловых систем, например NFS (UNIX), CIFS (Windows), а также HTTP (iSCSI) для создания географически распределённой сети хранения данных средствами Интернета.

Если говорить о недостатках NAS, то они, как странно бы это ни прозвучало, - прямое следствие достоинств.
Поскольку Network Attached Storage подключается напрямую к существующей ЛВС, появляется такая проблема, как транзит данных между NAS-сервером и серверами приложений (или клиентскими ПК конечных пользователей). Другими словами, активное использование NAS существенно сужает полосу пропускания и перегружает сеть.

NAS-устройства могут быть простейшими «коробочками» с одним портом Ethernet и двумя жёсткими дисками в RAID-1, позволяющими иметь доступ к файлам только по одному протоколу типа 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-устройства.

Число внешних Ethernet-портов может достигать многих десятков, а ёмкость хранимых данных - несколько сотен терабайт.

Одним из назначений NAS-устройств - это работа 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.

Что касается гетерогенной среды, то доступ к файлам, в рамках единой NAS-системы, может быть получен по таким протоколам, как TCP/IP, CIFS, NFS, FTP, TFTP, что обеспечивает функционирование с различными операционными системами, установленными на хост-серверах.

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 т.д. Так как NAS-устройство обеспечивает доступ к файлам, а имена этих файлов могут содержать символы различных языков, многие NAS-устройства обеспечивают поддержку кодировок UTF-8, Unicode.

К выбору NAS-устройств стоит подходить даже тщательнее, чем к другим устройствам хранения, т.к. такое оборудование может не поддерживать необходимые вам сервисы, например, Encrypting File Systems (EFS) от Microsoft и IPSec.

Основные преимущества NAS-устройств:

Простота и лёгкость установки и администрирования;
. сравнительно невысокая стоимость;
. поддержка стандартов ограничения доступа;
. универсальность для клиентов (Microsoft Winodws, Novell, Mac, Unix, Linux);
. поддержка большинства программ резервного копирования;
. возможность доступа к данным в случае выхода из строя основного сервера;
. хранение большого количества разнообразной информации.

Таким образом, NAS можно считать законченным решением в области хранения данных, очень надежным и стабильным решением с невысокой ценой. В большинстве случаев NAS является оптимальным решением для небольших компаний и позволяет создать емкую сеть хранения информации малыми средствами.

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.

Сложив эти две величины (и добавив 25% прозапас) вы узнаете примерный объем накопителей сетевого хранилища. Минимальный размер – 2 ТБ , подойдет разве что для хранения фотографий, музыки и документов. А вот для обеспечения резервного копирования этого объема уже не хватит, особенно если в сети больше одного компьютера.

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.

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.

Этого вполне достаточно для обеспечения всей требуемой функциональности. А всевозможные дополнения будут только зря кушать электричество. Но если вдруг приглянулась ATX-плата - имеете право.

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».