NAS(zfs)基础知识

NAS是什么?

NAS,全称Network Attached Storage,翻译成中文就是网络附加存储。简单来说,它就是一个连接到网络上的存储设备,可以让多台电脑、智能手机、平板电脑等设备通过网络访问和共享存储空间。

NAS和传统的外接硬盘不同,它更像是一个小型的服务器,拥有自己的操作系统和处理器。你可以把NAS想象成一个能够存储大量文件的智能盒子,放在家里或者办公室的网络中,让你随时随地通过网络访问自己的文件。

使用NAS有很多好处。首先,它可以作为一个集中式的存储解决方案,让你不再需要把文件分散存储在各种设备上。其次,NAS通常具有数据备份和共享功能,可以保护你的文件免受丢失或损坏,并且可以让家人或团队成员轻松地共享文件。另外,NAS通常还提供了许多额外的功能,比如可以安装各种应用程序来扩展其功能,比如媒体服务器、下载站点等等。

总的来说,NAS就是一个连接到网络上的智能存储设备,可以让你方便地存储、备份和共享文件,是家庭和办公室网络存储的理想选择。

NAS相对传统存储的优缺点

优缺点 NAS 传统存储
容量 可以轻松扩展容量 通常受限于单个设备的容量
可访问性 可通过网络从任何地方访问文件 需要直接连接到设备才能访问文件
共享功能 能够方便地与多个用户共享文件 通常只能由一个用户使用
备份 提供自动备份和恢复功能 需要手动进行备份和恢复
数据保护 提供数据冗余和RAID功能,增强数据保护 数据保护功能通常有限
扩展性 可以安装各种应用程序扩展功能 功能受限于设备自身的硬件和软件功能
成本 初始成本较高,但长期使用成本较低 初始成本较低,但随着存储需求增长成本可能增加
管理复杂性 需要一定的网络和技术知识来配置和管理 简单易用,不需要复杂的配置和管理

NAS RAIDZ知识

YGENAS采用zfs文件系统,可以创建RAIDZ软磁盘阵列,对比传统磁盘阵列如下

类型 zfs软RAID 传统RAID 特性
条带 Striping RAID0 盘越多速度越快,安全性为0,掉盘则数据丢失
镜像 mirror RAID1 安全性最高,传统RAID支持2个盘做镜像,一份数据存到2个盘上,软RAID则可以手动指定更多盘做镜像(通常没必要)
单重校验 RAID-Z1 RAID5 速度和安全性相对均衡,拥有1块校验盘所以可以允许单块盘故障
双重校验 RAID-Z2 RAID6 更偏向安全性,速度比单重校验略低,拥有3块校验盘所以可以允许2块盘故障
三重校验 RAID-Z3 软RAID特有,更安全但速度也低,拥有3块校验盘所以可以允许3块盘故障
组合RAID 可以将RAID1/5/6(RAID-Z3),按条带方式组合,每个小RAID看作一块磁盘,如36盘分3组,每组12个盘做RAID5,最终组成RAID50,将12个为一组的RAID5看作一个大盘,这3个大盘做成一个RAID0
热备盘 无论是软RAID还是传统RAID,都可以添加热备盘,热备盘用于替换故障盘,在新YGENAS系统中热备盘会在掉盘时自动替换。实际应用中可以给客户解释:当RAID5出现故障盘时,若存在热备盘,则会自动第一时间替换掉故障盘,因为人工介入处理故障需要一定时间,热备盘的自动替换可以防止在人工换盘之前又出现故障盘,若RAID5同时故障两块盘则会丢失数据

NAS RAIDZ容量计算方法

ZFS / RAIDZ容量估算

名称 作用
RAID type RAID类型,对应上面介绍的RAID-Z1/2/3等
Drive capacity(GB) 单个磁盘容量,单位为GB,1TB=1000GB
Number of drives per RAID group 每组RAID中磁盘的数量,单组RAID-Z1/2/3均不建议超过12块盘,否则故障时重建时间过长可能存在风险
Number of RAID groups 多重RAID的数量,比如RAID50/60,该项则是对应多少组RAID5/6组成RAID50/60,比如36盘位通常由3组12盘的RAID-Z1组成一组RAID-Z1条带,也就是RAID50
20% free space limit 该参数是因为NAS在占用空间超过80%后性能会下降,所以会有一个20%空闲空间限制,但是该项默认是不勾选的,忽略即可
Practical usable storage capacity 实际可用存储容量,单位分别有TiB和TB,通常俗称的容量一般为TB,TiB是操作系统以1024GiB=1TiB为进制计算的空间
Single drive cost 单块硬盘价格,如果需要计算每TiB存储空间的成本,可以填写该项用于计算
Cost per TiB usable 每TiB存储空间成本
其他项在常见情况下也忽略即可

以下是YGENAS-RH12按12个16TB硬盘做RAID-Z1的容量计算和成本计算(硬盘价格1600乱填的):

ad900b1ecf2520cd6c46787268124ed

20240405190455

RAID-Z1/2/3速度估算

在此修正以前的错误内容:阵列速度无法估算,因为涉及到校验、磁盘、服务器性能等多方面因素

影响NAS实际速度的部分因素有:

  1. 单个硬盘速度
  2. 磁盘阵列模式:奇偶校验、数据盘
  3. 驱动器扇区大小
  4. ZFS记录大小
  5. 应用数据块大小
  6. IO模式:异步/同步
  7. IO队列深度
  8. CPU、内存性能
  9. 网络传输速度:NAS网卡速度,局域网链路速度,客户端网卡速度缺一不可,每一项短板都会限制实际速度
  10. 客户端读写速度