Один из важных критериев выбора устройства NAS (сетевые хранилища) – его возможность обеспечивать сохранность данных с использованием RAID массивов. Однако, чтобы обеспечить надежную защиту данных, важно выбрать правильную конфигурацию RAID. В этой статье мы рассмотрим реализацию RAID на разных устройствах NAS, сравним производительность и надежность? определим оптимальный вариант для конкретных случаев. Поможем выбрать наиболее подходящую файловую систему для использования в RAID массиве на устройстве NAS?
Содержание
- RAID на устройствах NAS
- Какой самый быстрый RAID
- Какой самый надёжный RAID
- Оптимальный вариант RAID
- Какая файловая система лучше для RAID
- Восстановление данных с NAS устройств
RAID на устройствах NAS
Устройства NAS предусматривают разные варианты создания хранилища пользовательских данных.
От обычного использования одного жёсткого диска или JBOD – массив дисков, объединённый в единый логический диск с последовательным распределением места каждого из дисков.
Или RAID – массив из нескольких жёстких дисков, призванный обеспечить либо увеличение производительности обработки данных, либо сохранность данных на случай выхода из строя одного из дисков.
Задачи RAID, степень производительности или отказоустойчивости определят его конфигурация (уровни или типы) — RAID 0, 1, 5, 10 и т.п. Подробнее о том, что такое RAID, о его конфигурациях можно ознакомиться в статье «Что такое RAID, и как используются разные типы RAID».
Если это DIY NAS, т.е. собранный самостоятельно NAS, его конфигурации RAID определяет операционная система. Например, специализированная операционная система для NAS OpenMediaVault предусматривает конфигурации RAID 0, 1, 5, 6.
Другая специализированная операционная система для NAS TrueNAS позволяет создавать массивы с использованием стандартных конфигураций RAID 0, 1. И может предложить присущие только файловой системе ZFS, используемой TrueNAS, конфигурации RAID-Z и RAID-Z2. Они являют собой улучшенные аналоги, соответственно, RAID 5 и 6.
Готовые устройства NAS, поставляемые производителями такими как: Synology, QNAP, ASUSTOR, Western Digital, Thecus, TerraMaster, Buffalo, D-Link, Iomega, Netgear, Seagate, наряду со стандартными конфигурациями RAID могут предусматривать фирменные технологии их реализации. Пример такой фирменной технологии — X-RAID на NAS-устройствах Netgear или Synology Hybrid RAID (SHR) на NAS-устройствах от Synology.
Давайте посмотрим на возможности в контексте рассматриваемого вопроса некоторых моделей NAS-устройств на сегодняшнем рынке. Какие они поддерживают файловые системы и хранилища данных, в частности, конфигурации RAID.
| Наименование NAS | Файловые системы | Конфигурации 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 (опционально) |
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 (опционально) |
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 (опционально) |
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 |
Как видим, простые модели устройств ограничиваются поддержкой RAID 0 и 1. Продвинутые модели могут предложить и те же RAID 0, 1, и коммерческие конфигурации RAID 5, 6 и 10.
Коммерческими их называют из-за того, что эти конфигурации RAID используются преимущественно для систем хранения данных и серверного оборудования в бизнес-среде. Коммерческие типы RAID обеспечивают большую отказоустойчивость. Требуют большего числа жёстких дисков.
Для бизнес-среды есть ещё более продвинутые модели устройств NAS, которые могут поддерживать сложные конфигурации RAID 50 и RAID 60.
Теперь давайте разбираться, какие из конфигураций RAID для каких задач лучше.
Какой самый быстрый RAID
Самая высокая производительность у RAID 0 (если использовать одинаковое количество дисков для сравнения). Минимальное число жёстких дисков – 2.
При выхода из строя одного из дисков — вся информация почти полностью и безвозвратно теряется.
Из широко реализованных на NAS-устройствах конфигураций RAID высокая производительность у RAID 10. Это массив RAID 0 из нескольких субмассивов RAID 1. Минимальное число жёстких дисков – 4.
Имеет не лучшую, но хорошую отказоустойчивость: данные защищены на случай выхода из строя одного из дисков субмассива RAID 1. Соответственно, это может два или более вышедших из строя дисков-зеркал. Эффективность использования дискового пространства – 50%.
Какой самый надёжный RAID
Самая высокая надёжность из широко реализованных на устройствах NAS конфигураций RAID – у RAID 6. У него отличная отказоустойчивость: данные защищены на случай выхода из строя аж двух дисков массива. RAID 6 – это чередование с двойной чётностью. Требуется как минимум 4 диска.
RAID 6 не только не даёт никакого прироста производительности, но ещё и снижает скорость записи данных. Эффективность использования дискового пространства – 50-88%.
Оптимальный вариант RAID
Оптимальный массив RAID для NAS зависит от области применения устройства хранения данных.
Для коммерческого сектора оптимально RAID 10. Либо RAID 6, если скорость обработки данных не принципиальна или в массиве используются SSD-накопители.
Проблему низкой производительности RAID 6 решает конфигурация RAID 60. Это RAID 0 из нескольких субмассивов RAID 6. Т.е. RAID 6 с удвоенной, утроенной и т.д. скоростью обработки данных. Минимальное число жёстких дисков – 8.
Оптимальные RAID для домашнего NAS — RAID 1 и 5. Это самые экономные в плане необходимого числа дисков конфигурации. При этом они обеспечивают базовую отказоустойчивость – на случай выхода из строя одного диска.
RAID 1 – это простое зеркало с удвоенной, утроенной и т.д. копией данных. Требуется минимально 2 жёстких диска. Эффективность использования дискового пространства – до 50%.
RAID 5 – это чередование с чётностью, обеспечивающее некоторый прирост скорости чтения данных. Требуется минимально 3 жёстких диска. Эффективность использования дискового пространства – 67-94%.
Для DIY NAS оптимальными вариантами будут те же, что и для готовых устройств NAS. Но с акцентом на возможности, например предлагаемые операционной системой TrueNAS – упомянутые выше конфигурации RAID-Z и RAID-Z2, которые являются аналогами, соответственно, RAID 5 и 6.
Технология реализации RAID-массивов RAID-Z лишена проблемы «Write hole» — дыры записи RAID 5, присущей не только непосредственно RAID 5, но также конфигурациям RAID 4 и RAID 6. RAID-Z обладает большей скоростью записи данных и лучшей степенью их защиты в случае механических повреждений жёстких дисков.
Из выше описанного можно сформировать такие рекомендации по использованию RAID массив:
- RAID 1 для операционной системы;
- RAID 10 для хранения баз и данных, требовательных к скорости записи и чтения.
- RAID 5 для хранения файловых данных, файлообменников.
Какая файловая система лучше для RAID
На устройствах NAS собранными самостоятельно не всегда будет выбор файловых систем. Например, операционная система TrueNAS работает только с файловой системой ZFS. Другой пример: если использовать на самодельном NAS клиентскую Windows, при создании программного RAID с помощью функции дисковых пространств будет возможность применить только файловую систему NTFS.
На многих готовых устройствах NAS и при использовании операционной системы OpenMediaVault выбор файловых систем уже будет доступен пользователю.
Вот ТОП-3 лучших файловых систем:
- 3 место – EXT4. Файловая система Linux. Современная, производительная, стабильная;
- 2 место – Btrfs. Файловая система UNIX-подобных операционных систем. Современнейшая, развиваемая, в некоторых операциях быстрее EXT4;
- 1 место – ZFS. Файловая система OpenSolaris и FreeBSD. Современнейшая, развиваемая, самая быстрая на сегодняшний день. Обеспечивает защиту данных от отказа блоков жёсткого диска. Имеет ряд преимуществ, в числе которых – упомянутая выше технология RAID-Z.
Восстановление данных с NAS устройств
При выборе RAID важно подобрать оптимальную конфигурацию, чтобы она соответствовала и поставленным задачам, и имеющимся ресурсным возможностям для обеспечения необходимого числа жёстких дисков. С файловой системой проще – нужно выбрать лучшую из числа доступных.
Есть ещё один немаловажный нюанс, касаемый и конфигурации RAID, и файловой системы — необходимость восстановления данных в будущем. А такая ситуация с высокой долей вероятности может иметь место.
Список причин потери данных с устройств NAS
- Сбой питания;
- Сбой программного обеспечения NAS при обновлении;
- Выход из строя жесткого диска(ов);
- Человеческий фактор.
Программа для восстановления данных, которая будет спасать данные, должна поддерживать:
- RAID-массивы, как источники восстановления данных;
- Автоматическое определение конфигурации RAID массива;
- Файловую систему хранилища NAS.
Один из вариантов такой программы, не ограничивающей в выборе конфигурации RAID и файловой системы — RS RAID Retrieve.
Автоматическое восстановление любых RAID массивов
Имеет специализацию по восстановлению данных именно с RAID-массивов. Предусматривает восстановление даже с повреждённых массивов. Поддерживает максимально возможное число конфигураций RAID и файловых систем. Работает с различными технологиями реализации RAID, в частности, X-RAID, SHR, RAID-Z.
