Один із важливих критеріїв вибору пристрою NAS (мережеве сховище) – його можливість забезпечувати збереження даних з використанням RAID масивів. Однак, щоб забезпечити надійний захист даних, важливо вибрати правильну конфігурацію RAID. У цій статті ми розглянемо реалізацію RAID на різних пристроях NAS, порівняємо продуктивність та надійність? визначимо оптимальний варіант для конкретних випадків. Допоможемо вибрати найбільш підходящу файлову систему для використання в RAID масиві на NAS?
Зміст
- RAID на пристроях NAS
- Який найшвидший RAID
- Який найнадійніший RAID
- Оптимальний варіант RAID
- Яка файлова система краща для RAID
- Відновлення даних з NAS пристроїв
RAID на пристроях NAS
Пристрої NAS передбачають різні варіанти створення сховища даних користувача.
Від звичайного використання одного жорсткого диска або JBOD – масив дисків, об’єднаний у єдиний логічний диск з послідовним розподілом місця кожного з дисків.
Або RAID – масив з кількох жорстких дисків, покликаний забезпечити або збільшення продуктивності обробки даних, або збереження даних у разі виходу з ладу одного з дисків.
Завдання RAID, ступінь продуктивності або стійкості до відмови визначать його конфігурація (рівні або типи) – RAID 0, 1, 5, 10 і т.п. Докладніше про те, що таке RAID, про його конфігурації можна ознайомитись у статті «Що таке RAID і як використовуються різні типи RAID».
Якщо це DIY NAS, тобто, зібраний самостійно NAS, його конфігурацію RAID визначає операційна система. Наприклад, спеціалізована операційна система для NAS OpenMediaVault передбачає конфігурації RAID 0, 1, 5, 6.
Інша спеціалізована операційна система для NAS TrueNAS дозволяє створювати масиви з використанням стандартних конфігурацій RAID 0, 1. Та може запропонувати притаманні лише файлової системи ZFS, яка використовується TrueNAS, конфігурації RAID-Z та RAID-Z2. Вони являють собою покращені аналоги, відповідно, RAID 5 і 6.
Готові пристрої NAS, що постачаються виробниками такими як: Synology, QNAP, ASUSTOR, Western Digital, Thecus, TerraMaster, Buffalo, D-Link, Iomega, Netgear, Seagate, поряд із стандартними конфігураціями RAID можуть передбачати фірмові технології реалізації. Приклад такої фірмової технології – X-RAID на NAS-пристроях Netgear або Synology Hybrid RAID (SHR) на NAS-пристроях від Synology.
Давайте подивимося на можливості в контексті питання деяких моделей NAS-пристроїв на сьогоднішньому ринку. Які вони підтримують файлові системи та сховища даних, зокрема конфігурації RAID.
| Найменування NAS | Файлова система | Конфігурації Raid | |
|---|---|---|---|
 |
Asustor Drivestor 4 AS1104T | EXT4, EXT3, FAT32, NTFS, HFS+, exFAT | Single Disk, JBOD, Raid 0,1,5,6,10 |
 |
Synology DS1520+ | BtrFS, EXT4, EXT3, FAT, NTFS, HFS+, exFAT (опційно) |
SHR, Single Disk, JBOD, Raid 0,1,5,6,10 |
 |
QNAP QGD-1602P-C3758-16G | EXT4, EXT3, FAT32, NTFS, HFS+, exFAT | Single Disk, JBOD, Raid 0,1,5,6,10 |
 |
Synology DS220j | EXT4, EXT3, FAT, NTFS, HFS+, exFAT (опційно) |
SHR, Single Disk, JBOD, Raid 0,1 |
 |
TerraMaster F5-422 | BtrFS, EXT4, EXT3, FAT32, NTFS, HFS+ | Single Disk, JBOD, Raid 0,1,5,6,10 |
 |
Synology DS2419+ | BtrFS, EXT4, EXT3, FAT, NTFS, HFS+, exFAT (опційно) |
SHR, Single Disk, JBOD, Raid 0,1,5,6,10 |
 |
QSAN XCubeNAS XN3002T | ZFS, EXT4, EXT3, FAT, NTFS, HFS+ | Single Disk, JBOD, Raid 0,1,5 |
 |
Thecus N2810 Pro | EXT4, XFS, BtrFS | Single Disk, JBOD, Raid 0,1 |
Як бачимо, прості моделі пристроїв обмежуються підтримкою RAID 0 та 1. Просунуті моделі можуть запропонувати і ті ж RAID 0, 1, і комерційні конфігурації RAID 5, 6 та 10.
Комерційними їх називають через те, що ці конфігурації RAID використовуються переважно для систем зберігання даних та серверного обладнання у бізнес-середовищі. Комерційні типи RAID забезпечують більшу стійкість до відмов. Вимагають більшої кількості жорстких дисків.
Для бізнес-середовища є ще більш просунуті моделі пристроїв NAS, які можуть підтримувати складні конфігурації RAID 50 та RAID 60.
Тепер давайте розбиратися, які з конфігурацій RAID для яких завдань краще.
Який найшвидший RAID
Найвища продуктивність RAID 0 (якщо використовувати однакову кількість дисків для порівняння). Мінімальна кількість жорстких дисків – 2.
При виході з ладу одного з дисків – вся інформація майже повністю і безповоротно втрачаєтьсяя.
З широко реалізованих на NAS-пристроях конфігурацій RAID висока продуктивність у RAID 10. Це масив RAID 0 із кількох субмасивів RAID 1. Мінімальна кількість жорстких дисків – 4.
Має не кращу, але хорошу відмовостійкість: дані захищені на випадок виходу з ладу одного з дисків субмасиву RAID 1. Відповідно, це може два або більше дисків-дзеркал, що вийшли з ладу. Ефективність використання дискового простору – 50%.
Який найнадійніший RAID
Найвища надійність з широко реалізованих на пристроях NAS конфігурацій RAID – у RAID 6. У нього чудова стійкість до відмов: дані захищені на випадок виходу з ладу аж двох дисків масиву. RAID 6 – це чергування з подвійною парністю. Потрібно щонайменше 4 диски.
RAID 6 не тільки не дає ніякого приросту продуктивності, але ще й знижує швидкість запису даних. Ефективність використання дискового простору – 50-88%.
Оптимальний варіант RAID
Оптимальний масив RAID для NAS залежить від сфери застосування пристрою зберігання даних.
Для комерційного сектора оптимально RAID 10. Або RAID 6, якщо швидкість обробки даних не важлива або в масиві використовуються SSD-накопичувачі.
Проблему низької продуктивності RAID 6 вирішує конфігурація RAID 60. Це RAID 0 із кількох субмасивів RAID 6. Тобто, RAID 6 з подвоєною, потрійною і т.д. швидкістю обробки даних. Мінімальна кількість жорстких дисків – 8.
Оптимальні RAID для домашнього NAS – RAID 1 та 5. Це найекономніші в плані необхідної кількості дисків конфігурації. При цьому вони забезпечують базову стійкість до відмов – на випадок виходу з ладу одного диска.
RAID 1 – це просте дзеркало з подвоєною, потрійною і т.д. копією даних. Потрібно мінімально 2 жорсткі диски. Ефективність використання дискового простору – до 50%.
RAID 5 – це чергування з парністю, що забезпечує деякий приріст швидкості читання даних. Потрібно мінімально 3 жорсткі диски. Ефективність використання дискового простору – 67-94%.
Для DIY NAS оптимальними варіантами будуть ті самі, що й для готових пристроїв NAS. Але з акцентом на можливості, наприклад, запропоновані операційною системою TrueNAS – згадані вище конфігурації RAID-Z та RAID-Z2, які є аналогами, відповідно, RAID 5 та 6.
Технологія реалізації RAID-масивів RAID-Z позбавлена проблеми «Write hole» – діри запису RAID 5, властивою не тільки безпосередньо RAID 5, але також конфігураціям RAID 4 і RAID 6. RAID-Z має більшу швидкість запису даних і кращий рівень їх захисту у разі механічних пошкоджень жорстких дисків.
З вище описаного можна сформувати такі рекомендації щодо використання RAID масив:
- RAID 1 для операційної системи;
- RAID 10 для зберігання баз і даних, що вимагають швидкого запису та читання.
- RAID 5 для зберігання файлових даних, файлообмінників.
Яка файлова система краща для RAID
На пристроях NAS зібраними самостійно не завжди буде вибір файлових систем. Наприклад, операційна система TrueNAS працює лише з файловою системою ZFS. Інший приклад: якщо використовувати на саморобному NAS клієнтську Windows, під час створення програмного RAID за допомогою функції дискових просторів буде можливість застосувати лише файлову систему NTFS.
На багатьох готових пристроях NAS та під час використання операційної системи OpenMediaVault вибір файлових систем вже буде доступний користувачеві.
Ось ТОП-3 найкращих файлових систем:
- 3 місце – EXT4. Файлова система Linux. Сучасна, продуктивна, стабільна;
- 2 місце – Btrfs. Файлова система UNIX-подібних операційних систем. Найсучасніша, що розвивається, в деяких операціях швидше за EXT4;
- 1 місце – ZFS. Файлова система OpenSolaris та FreeBSD. Найсучасніша, що розвивається, найшвидша на сьогоднішній день. Забезпечує захист даних від відмови блоків жорсткого диска. Має ряд переваг, серед яких згадана вище технологія RAID-Z.
Відновлення даних з NAS пристроїв
При виборі RAID важливо підібрати оптимальну конфігурацію, щоб вона відповідала і поставленим завданням, і наявним ресурсним можливостям для забезпечення необхідної кількості жорстких дисків. З файловою системою простіше – потрібно вибрати найкращу з доступних.
Є ще один важливий нюанс щодо конфігурації RAID, і файлової системи – необхідність відновлення даних у майбутньому. А така ситуація з високою ймовірністю може мати місце.
Список причин втрати даних з пристроїв NAS
- Збій живлення;
- Збій програмного забезпечення NAS під час оновлення;
- Вихід з жорсткого диска(ів);
- Людський фактор.
Програма відновлення даних, яка рятуватиме дані, повинна підтримувати:
- RAID-масиви як джерела відновлення даних;
- Автоматичне визначення конфігурації RAID масиву;
- Файлова система сховища NAS.
Один із варіантів такої програми, що не обмежує у виборі конфігурації RAID та файлової системи – RS RAID Retrieve.
Автоматичне відновлення усіх типів RAID масивів
Має спеціалізацію відновлення даних саме з RAID-масивів. Передбачає відновлення навіть із пошкоджених масивів. Підтримує максимально можливу кількість конфігурацій RAID та файлових систем. Працює з різними технологіями реалізації RAID, зокрема, X-RAID, SHR, RAID-Z.
