Какую файловую систему выбрать для nas

Какую конфигурацию RAID выбрать для NAS?

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?

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.

Какие файловые системы выбрать между EXT4, Btrfs и ZFS для серверов

Выбор правильной файловой системы для использования на NAS-сервер — это очень важное решение, в зависимости от того, как мы собираемся его использовать, мы можем выбрать ту или иную файловую систему, поскольку она может обеспечить нам более высокую производительность, лучшую целостность данных и другие функции. Обычно операционные системы NAS-серверов, такие как QNAP, Asustor или Synology, поддерживают популярную файловую систему EXT4, но также Btrfs и даже ZFS. Какую файловую систему мне выбрать для домашнего или рабочего NAS-сервера?

Что такое файловая система и для чего они нужны?

Все операционные системы включают файловую систему или несколько различных файловых систем для управления как информация хранится и извлекается с разных носителей , например жесткие диски, SSD диски, а также съемные накопители, такие как флэш-накопители или карты памяти. объем памяти. Если бы у нас не было файловой системы, операционная система не знала бы, где заканчиваются определенные записанные данные и где начинаются следующие, поэтому это один из наиболее важных аспектов, который мы должны учитывать.

Основные функции любой файловой системы — выделить пространство для различных файлов, управлять свободным пространством, структурировать сохраненную информацию так, чтобы она была легко и быстро доступна. Еще один очень важный аспект, который мы должны учитывать, — это секторы, а точнее их размер, в этих секторах хранится информация. Другие характеристики файловых систем заключаются в том, что они предоставляют методы для создания, копирования, перемещения, переименования и даже удаления файлов и каталогов, имеющихся на носителе. Файловые системы также включают в себя некоторые очень важные функции, такие как списки управления доступом (ACL) для управления разрешениями, механизмы предотвращения или смягчения фрагментации, возможность ведения журнала (улучшает целостность файловой системы) и возможность настройки дисковых квот среди прочего. функциональные возможности.

В настоящее время у нас есть в общей сложности три различных файловых системы, которые широко используются в серверах NAS от разных производителей, и, конечно же, в Linux и операционные системы на основе FreeBSD для хранения данных на серверах, эти файловые системы — EXT4, Btrfs и ZFS, три файловые системы имеют разные характеристики, а некоторые лучше работают в разных сценариях.

EXT4

EXT4 — основная файловая система любой операционной системы на базе Linux, эта файловая система является транзакционной (с журналированием) и включает в себя очень важные улучшения по сравнению с ее предшественниками, такие как поддержка больших томов, меньшего размера. ЦП использование и улучшение скорости чтения и записи. Некоторые очень важные характеристики EXT4 заключаются в том, что он позволяет резервировать дисковое пространство без необходимости заполнять все нулями, что обычно делалось в других файловых системах, кроме того, это зарезервированное пространство обычно непрерывно, чтобы избежать или уменьшить фрагментация файловой системы, эта функция связана с «Allocate-on-flush» или известна как отложенное резервирование памяти, она заключается в резервировании блока памяти непосредственно перед его записью на диск, это повышает производительность и снижает фрагментацию.

В EXT4 есть методы, позволяющие избежать фрагментации, такие как та, которую мы объяснили, но он также имеет инструмент для дефрагментации отдельных файлов или всего тома без необходимости отключать диск, хотя логически, пока он находится в процессе дефрагментации, мы будем иметь более медленная файловая система.

Эта файловая система имеет следующие характеристики и ограничения:

• Максимальный размер файла: 16 ТиБ при использовании блоков 4K.
• Максимальное количество файлов: 4 миллиарда
• Максимальный размер имени файла: 255 байт.
• Максимальный размер тома: 1EiB
• Прозрачное шифрование данных: да
• Копировать при записи: нет
• Прозрачное сжатие: нет
• Прозрачная дедупликация: нет

После того, как мы познакомимся с основными функциями EXT4, мы поговорим о Btrfs, который известен как естественный преемник файловой системы EXT4.

Btrfs

Файловая система Btrfs родилась как естественный преемник EXT4, ее цель — заменить ее, устранив как можно больше ограничений, особенно в отношении максимального размера файлов. Основными характеристиками этой файловой системы является то, что она ориентирована в основном на серверы, у нее есть динамическое размещение inodes, нет необходимости устанавливать максимальное количество при создании файловой системы, как это происходит с EXT4, она позволяет настраивать тома в очень продвинутый, с возможностью настройки моментальных снимков или снимков с возможностью записи, а также позволяет делать снимки моментальных снимков. Другие особенности заключаются в том, что он позволяет зеркалировать и чередовать на целевом уровне, если у нас есть несколько жестких дисков, он способен выполнять проверку данных и метаданных в реальном времени для максимальной целостности данных.

Эта файловая система использует реестр для копирования при записи всех данных и метаданных, а также позволяет выполнять встроенное сжатие для экономии места на диске. Btrfs может проверять файловую систему без необходимости ее размонтирования, и если мы размонтируем ее, проверка будет очень быстрой, конечно, она имеет оптимизированный режим для SSD-накопителей и позволяет дефрагментировать без размонтирования.

Эта файловая система имеет следующие характеристики и ограничения:

• Максимальный размер файла: 16EiB.
• Максимальное количество файлов: 18 триллионов.
• Максимальный размер имени файла: 255 байт.
• Максимальный размер тома: 16EiB.
• Прозрачное шифрование данных: нет
• Копировать при записи: да
• Прозрачное сжатие: да
• Дедупликация: да

Теперь, когда вы знаете основные функции Btrfs, давайте поговорим о ZFS, одной из самых продвинутых файловых систем, доступных для операционных систем Linux и Unix.

ZFS

Файловая система ZFS — одна из самых передовых на сегодняшний день, она выделяется своей большой емкостью, высокой безопасностью в отношении целостности данных и высокой производительностью при чтении и записи. ZFS использует «пулы хранения» или также известные как vdevs, в отличие от традиционных файловых систем, которые размещаются поверх аппаратного устройства, такого как жесткий диск, и поэтому требуют отдельного диспетчера томов. Благодаря этим vdev мы можем настраивать различные «пулы» простого типа, зеркалировать или использовать популярный RAID-Z для обеспечения как избыточности данных, так и более высокой производительности. Кроме того, файловая система ZFS может быть оснащена SSD-дисками, которые будут действовать как кэш, или также известными как «ZFS Intent Log» или «ZIL» для дальнейшего повышения производительности.

Эта файловая система использует транзакционную модель копирования при записи, это означает, что активные данные никогда не перезаписываются, а копируются в другое место, и измененные данные записываются в него с целью значительного улучшения целостности файла в в случае отключения электроэнергии. Также надо учитывать, что для уменьшения накладных расходов ЗИЛ используется, когда требуется синхронная запись. Отрицательной стороной CoW является то, что у нас будет высокая фрагментация, и в настоящее время ZFS не имеет метода дефрагментации файловой системы, хотя в следующих версиях мы работаем над улучшением этого аспекта.

Другими характеристиками ZFS являются то, что файловая система называется набором данных, который находится внутри «пулов хранения», этот набор данных может иметь тип файловой системы, который похож на обычный и текущий том, или также как zvol, который будет устройством. блоков. В зависимости от наших потребностей нам придется создать тот или иной тип набора данных. Еще одна очень важная функция наборов данных — это моментальные снимки, также известные как моментальные снимки, файловая система ZFS способна делать в общей сложности 281 миллиард моментальных снимков, кроме того, они создаются в режиме реального времени из-за того, как эта файловая система создается внутри.

Эта файловая система позволяет нам настраивать сжатие онлайн, используя различные алгоритмы сжатия, чтобы улучшить скорость чтения и записи или улучшить сжатие и сэкономить больше места. Мы также можем настроить функцию дедупликации, функция, которая позволит нам сэкономить много места на диске, отрицательной стороной является то, что она потребляет большое количество Оперативная память, поэтому вы можете не слишком интересоваться активацией этой функции.

• Максимальный размер файла: 16EiB.
• Максимальное количество файлов: 281 миллиард.
• Максимальный размер имени файла: 255 байт.
• Максимальный размер тома: 16EiB.
• Шифрование данных: да
• Копировать при записи: да
• Прозрачное прозрачное сжатие: да
• Прозрачная дедупликация: да

В этой статье мы подробно объяснили эту файловую систему ZFS, как ее характеристики, так и ее конфигурацию в различных операционных системах, ориентированных на серверы NAS. Теперь, когда мы знаем, какие три файловые системы наиболее часто используются для серверов NAS, давайте посмотрим на их сильные и слабые стороны.

Какую файловую систему выбрать для моего NAS?

После того, как мы увидели основные характеристики различных файловых систем, которые мы можем использовать в домашних и / или профессиональных NAS-серверах, мы увидим преимущества и недостатки каждой из них.

Файловая система EXT4 является самой старой из всех, и она более чем проверена, поэтому эта файловая система очень стабильна, фактически, она по-прежнему является файловой системой по умолчанию для подавляющего большинства дистрибутивов Linux, таких как Debian, Ubuntu или операционные системы QNAP, Synology и Asustor. Если вам нужно хранить большой объем данных, создать RAID и все, что влечет за собой, и получить наилучшую производительность чтения / записи с минимально возможным потреблением ресурсов, EXT4 наверняка удовлетворит все ваши потребности. Эта файловая система включает ведение журнала, поэтому у вас не должно быть потери данных в случае сбоя питания, однако Btrfs и ZFS в этом отношении явно лучше.

Btrfs улучшает многие отрицательные аспекты EXT4, такие как ограничения размера файла и многое другое, эта файловая система использует копирование при записи и была разработана для очень больших серверов, на которых мы собираемся хранить много информации, поэтому у нас есть много дополнительных функций. что EXT4 не включает, например прозрачное шифрование данных, сжатие и дедупликацию. Мы также должны учитывать, что он включает в себя интегрированные снимки состояния, чего нет в EXT4, он поддерживает RAID и гибкое распределение inodes. Однако было подтверждено, что эта файловая система Btrfs потребляет больше системных ресурсов, чем EXT4, кроме того, мы получим меньшую скорость чтения и записи при тех же условиях (такое же оборудование и тот же тип файлов для передачи).

Файловая система ZFS является одной из самых продвинутых из существующих в настоящее время, эта файловая система похожа на Btrfs, но включает в себя действительно интересные функции, такие как возможность добавления новых устройств в текущее хранилище и немедленное добавление нового пространства, что делает «RAID», который у нас были в других файловых системах. ZFS означает масштабируемость, большую емкость хранилища данных, защиту от повреждения (целостность) и эффективное сжатие данных, дедупликацию и возможности быстрого создания моментальных снимков. Другие особенности заключаются в том, что он позволяет вам постоянно проверять целостность и выполнять автоматический ремонт совершенно прозрачным способом. Отрицательной стороной ZFS является то, что она потребляет много ресурсов, особенно ОЗУ, кроме того, если вы активируете дедупликацию, у вас будет довольно значительное дополнительное потребление ОЗУ.

Если у вас есть NAS-сервер низкого и среднего уровня, ясно, что файловая система, которую вы должны использовать, — это EXT4, в случае использования NAS среднего или высокого уровня вы можете выбрать Btrfs или ZFS, в зависимости от того, какой у вас Операционная система поддерживает его. Если вы собираетесь использовать ZFS, вы должны иметь в виду, что дедупликация потребляет большой объем оперативной памяти, это недостаток, который мы должны заплатить, чтобы сэкономить большой объем дискового пространства.

Выбор файловой системы на хост машине KVM

Приветствую ! Есть задача поднять виртуализацию на базе KVM на станции hp z420. Процессор Xenon E5-1607 (3Ghz), 2 HDD 2х2ТБт. Задачи которые будет решать станция: — отработка разрабатываемого специализированного ПО (os windows); — NAS хранилище (os FreeNAS/NAS4Free ); Оба диска планируется включить при установки хостовой системы в софт RAID 1 (зеркало) Вопросы по второму пункту функционала (NAS): 1. для дальнейшего развертывания NAS в гостевой системе, как правильно распределить объем дисков в хостовой системе (весь объем HDD отформатировать в хостовой системе или часть)?; 2. какую файловую систему выбрать в хостовой системе с учетом будущего развертывания NAS в гостевой системе? Под NAS планируется отдать 1 Тбт; 3. применение LVM в хостовой системе имеет ли негативные стороны при указанном функционале ?; Заранее спасибо !

Konkery
29.11.16 15:44:15 MSK
Deleted
( 29.11.16 16:01:39 MSK )

Гости на LVN. В гостях LVM+ext4

petav ★★★★★
( 29.11.16 16:05:43 MSK )

Я делаю для хоста RAID1 при помощи BTRFS. Удобно делать снимки, на которые в последствии можно откатываться в случае чего.

Gannet ★★★
( 29.11.16 16:45:05 MSK )

XFS без вариантов.

post-factum ★★★★★
( 29.11.16 16:46:57 MSK )
Ответ на: комментарий от post-factum 29.11.16 16:46:57 MSK

Можно получить обоснования? В сравнении с LVM.

Disova ★
( 29.11.16 16:52:16 MSK )

Разбей гостевое место на logical volumes (LVM) и отдавай их гостям в виде сырых блочных устройств. Если понадобится, LVM позволит увеличить диски гостей без перемещения данных. Содержание диска виртуалки в виде образа на ФС хоста добавляет лишний оверхед и имеет смысл, только если виртуалок много и они постоянно создаются и удаляются. Для серьезных задач лучше выдать виртуалке сырое устройство.

Если расширение/перемещение дисков виртуалок в будущем не предполагается (например, каждая просто получает целиком один диск), то можно обойтись и без LVM.

ddos3 ★
( 29.11.16 17:01:17 MSK )
Последнее исправление: ddos3 29.11.16 17:02:54 MSK (всего исправлений: 2)

Ответ на: комментарий от Disova 29.11.16 16:52:16 MSK

Чё? В сравнении с LVM? Это как?

post-factum ★★★★★
( 29.11.16 17:20:13 MSK )
Ответ на: комментарий от post-factum 29.11.16 17:20:13 MSK

Ну, если речь о файловых системах, то XFS точно круче LVM. LVM же не ФС.

Black_Shadow ★★★★★
( 29.11.16 17:24:49 MSK )
Последнее исправление: Black_Shadow 29.11.16 17:25:09 MSK (всего исправлений: 1)

Ответ на: комментарий от post-factum 29.11.16 17:20:13 MSK

Ой мля, сори, под конец рабочего дня уже котелок не варит.

Disova ★
( 29.11.16 17:26:47 MSK )

под корень и бут (если надо) ext4 на разделе, остальное в LVM.

targitaj ★★★★★
( 29.11.16 17:30:41 MSK )
Ответ на: комментарий от Gannet 29.11.16 16:45:05 MSK

dvrts ★★★
( 30.11.16 00:53:41 MSK )
Ответ на: комментарий от dvrts 30.11.16 00:53:41 MSK

Ага, софтовый btrfs raid на продакшене XD

slaykovsky ★★★
( 30.11.16 02:51:21 MSK )

Не вижу задефайненый функционал у тебя в посте. Тебе нужна функциональность.

По теме — LVM + XFS /thread

slaykovsky ★★★
( 30.11.16 02:54:24 MSK )

ArcFi ★
( 30.11.16 03:24:13 MSK )
Ответ на: комментарий от slaykovsky 30.11.16 02:51:21 MSK

dvrts ★★★
( 30.11.16 12:54:43 MSK )
Ответ на: комментарий от dvrts 30.11.16 00:53:41 MSK

Gannet ★★★
( 01.12.16 02:28:33 MSK )
Ответ на: комментарий от Gannet 01.12.16 02:28:33 MSK

А ты любишь рисковать!

slaykovsky ★★★
( 01.12.16 02:40:03 MSK )
Ответ на: комментарий от slaykovsky 01.12.16 02:40:03 MSK

было на WinXP c посыпавшимся рейдом

Gannet ★★★
( 02.12.16 01:16:13 MSK )

А может NAS на гостевой системе сделать ?

Приветствую, народ ! Хочу все таки вот что спросить. Мои коллеги с другого ресурса настойчиво мне рекомендуют все таки перенести функционал NAS в хостовую машину. Причины против изначально было много. Этот эксперементальная система с KVM гипервизором, которая потом будет использоваться в инсталлируемых, коммерческих системах. На каждой такой системе предполагается две win системы с не очень сильной загрузкой и две системы linux. NAS — в конечной системе не будет !! (еще конечно будет хостовая система, пока мы хотим развернуть ее на CentOS). Одна из причин того что я не хотел реализовывать функционал NAS на хостовой системе это то, что в конечном итоге его не будет и то что мы будем отрабатывать и то что мы будем поставлять будет сильно отличаться между собой. А хотелось бы все таки каркас системы соблюдать. Но вот умные люди говорят что при такой организации я сильно теряю в производительности NAS и усложняю файловую систему. Также получается если я реализую NAS на FreeNAS (или аналогах) то при развертывании FreeNAS под гостем, я потеряю «няштики» ZFS но приобрету некоторые проблемы с настройкой. Таким образом может все таки перенести NAS под хост в моем случае ? Тогда вопрос. Мне нужен удобный web ориентированный интерфейс для управления ресурсами NAS, по аналогии FreeNAS. Тогда к сообществу вопрос стоит все таки перенести функционал NAS под гостевую систему ? Если да как организовать управление NAS ресурсами не очень квалифицированными пользователями из под удаленных станций под управлением Windows ?

Konkery
( 02.12.16 16:11:36 MSK ) автор топика
Ответ на: А может NAS на гостевой системе сделать ? от Konkery 02.12.16 16:11:36 MSK

А может NAS на гостевой системе сделать ?

и тогда еще острее встает вопрос о ФС на хосте. Хотелось бы что то по функционалу — BTRFS. Но можно ли ей на продакше доверять ? Или разбить и часть на ext4, а разделы хранящие данные на BTRFS ?

Дистрибутивы для NAS-сервера

Собрать и настроить NAS-сервер можно даже дома. Рассказываем о дистрибутивах для организации файлового сервера.

NAS-сервер, или Network Attached Storage, — это система хранения данных, которая предоставляет к ним доступ пользователям и другим устройствам по принятым сетевым протоколам.

NAS востребованы в качестве:

• недорогого основного хранилища данных,
• резервного хранилища,
• сервера для совместной работы над документами в небольших компаниях, где есть несколько ПК, объединенных в одну локальную сеть.

Для настройки NAS-сервера не нужен IT-отдел, собрать сервер можно даже дома. Но для корректной работы понадобятся дистрибутивы — программы, обеспечивающие работу хранилища данных, файловой системы, доступа к файлам и контроля функций системы. О них и расскажем.

Коротко о NAS-серверах

NAS-система состоит из следующих частей:

• жестких дисков, объединенных в RAID-массив.
• корпуса — аппаратной части, в которой находятся материнская плата, процессор, блок питания, диски.
• расширений под HDD или SSD, портов ввода/вывода (также размещены в корпусе).
• ОС для управления системой и доступом к файлам.

Также в общей системе — клиенты, подключенные по сети.

Внешне NAS-система выглядит как коробка, которая похожа на системный блок.

NAS-системы с двумя или четырьмя отсеками для жестких дисков подходят для домашнего использования. Системы с большим количеством отсеков чаще используют в бизнесе.

Что умеют NAS-системы

Основные задачи таких систем:

• Хранить данные, объединять диски в массивы.
• Предоставлять к ним доступ, как общий, так и к отдельным файлам, разделам и папкам — для пользователей и групп пользователей.
• Организовывать бэкапы: не только объединять жесткие диски в RAID-массивы с возможностью восстановить данные после сбоев, но и организовывать диски в массивы с избыточностью, защищаясь от удаления данных.
• Предоставлять клиентам возможность автономного доступа к документам и файлам в сети по различным протоколам. Как следствие, в NAS-системах есть функции синхронизации данных с устройств, которые к нему подключены, централизованное резервирование, в том числе по расписанию.

• Объединяться в кластеры, добавлять диски, в том числе «горячим» способом.
• Вести стриминг файлов, видео и аудио на устройства, не только на ПК, но и на ТВ.
• Организовывать метаоблако — предоставить возможность одновременной работы нескольких пользователей над одним документом в браузере.
• Также на NAS-системе можно развернуть почтовый сервер и веб-сервер, на котором можно держать, например, базу знаний компании или корпоративное хранилище.

Популярные дистрибутивы, или урезанные операционные системы, для NAS

Чтобы NAS-системы работали, нам нужна ОС. Можно использовать ОС на базе Linux — например, Ubuntu или Debian. Но они слишком требовательны, в них много излишних служб и утилит, их придется долго настраивать под NAS.

Поэтому для NAS используют дистрибутивы — специализированные урезанные операционные системы с минимумом функциональности. Они не требовательны к железу, у них нет собственной графической среды, но есть веб-интерфейс администратора.

Есть несколько популярных версий дистрибутивов:

• FreeNAS,
• NAS4Free.
• EasyNAS,
• Rockstor,
• OpenMediaVault,
• Openfiler.

Хороший дистрибутив должен соответствовать нескольким требованиям:

• легко разворачиваться,
• устанавливаться не только на жесткий диск, но и на USB,
• занимать мало места,
• предоставлять доступ к файлам по большому списку протоколов,
• предоставлять функции защиты данных.

Также важна хорошая документация, поддержка и возможность добавления расширений. Бонусом станут дополнительные полезные функции и удобство интерфейса как основного способа взаимодействия с дистрибутивом.

Развертывание и интерфейс

Дистрибутив, с которым будет невозможно работать из-за непонятного интерфейса, бесполезен. Но интерфейс должен позволять регулировать настройки.

Здесь также важны несколько параметров:

• Возможность установки дистрибутива на USB или отдельный SSD-диск. Большинство дистрибутивов предлагают такую опцию. Из нее следует возможность доступа со всех компьютеров в сети.
• Штатный пакетный менеджер для установки плагинов и обновлений. Он облегчит работу с дистрибутивом.
• Система должны быть запущена на любом оборудовании, совместимом с Debian.

Размер хранилища в случае NAS — также важное требование. Например, некоторые дистрибутивы занимают весь установочный диск, что критично для небольших NAS-систем.

Управление томами

Главная функция NAS — доступ к файлам, которые в нем хранятся. Здесь все достаточно просто: выбираем массив дисков, создаем том и добавляем сетевые папки. Но, например, FreeNAS и Rockstor работают только с целыми дисками, а не с разделами, что, возможно, будет проблемой.

Общий доступ к файлам

Дистрибутив должен поддерживать популярные сетевые протоколы, хотя бы Samba/CIFS, AFP, AFS, NFS, SFTP, HTTP, FTP и другие, для передачи данным. Скажем заранее, что все дистрибутивы из нашего списка удовлетворяют этому критерию.

Файловая система дистрибутива должна быть надежной. Если ФС не такая, можно потерять все данные при аппаратном сбое. Например, с файловой системой NTFS можно потерять данные при сбое и потом воспроизвести журнал, а у FAT даже такой возможности нет. Для NAS-систем это недопустимо. Поэтому используют отлаженную ZFS, которая сличает контрольные суммы, находит ошибки и восстанавливает данные. Также в ZFS есть функция снапшотов: она может хранить их, монтировать любой набор снимков, откатываться к предыдущим состояниям системы.

Другие «аналоги» ZFS — Btrfs или ReFS.

Документация и поддержка

В документации должно быть описано, как разворачивать дистрибутив, какие протоколы поддерживает NAS и что делать в случае ошибок. Это важно, потому что дистрибутивы NAS не так дружелюбны, как Debian, например. В UNIX-системах можно разобраться методом проб и ошибок, в NAS-дистрибутивах ОС урезанные, и такой возможности нет.

Лидер по этому критерию — дистрибутив FreeNAS. У него — одна из лучших документаций, вдобавок есть форумы сообщества пользователей.

Защита

NAS-сервер предоставляет доступ к данным с любого устройства в сети. Но это минус в контексте безопасности — данные подвергаются риску. Поэтому обеспечение безопасности — ключевая функция любого дистрибутива. Например, дистрибутивы должны предоставлять возможность шифрования, настройки правил брандмауэра и списков контроля доступа, правила использования HTTPS и безопасных протоколов передачи данных.

Расширения

Мы уже писали, что дистрибутивы — это урезанные ОС, поэтому некоторых функций может не хватать. В хорошем дистрибутиве проблема решается установкой плагинов через веб-интерфейс. Но есть нюанс: интерфейс не сообщает, помещается ли в системе очередной плагин. Об отсутствии свободного места на дисках вы можете узнать уже постфактум.

Дополнительные функции

В их числе могут быть:

• автоматическое резервное копирование томов,
• развертывание веб-сервера и стриминга видео и аудио,
• настройка для работы с облачными сервисами хранения данных,
• ограничение места под хранение для отдельных пользователей,
• дополнительные функции безопасности.

Чаще всего эти функции уже встроены, но может потребоваться и установка плагина.

Теперь рассмотрим каждый дистрибутив отдельно.

Выберите сервер под настройку NAS

Вы можете установить любой из выбранных дистрибутивов на выделенном сервере от Selectel.

FreeNAS

FreeNAS — дистрибутив 2005 года, созданного на базе BSD. Один из самых популярных: примерно миллион NAS-систем работает на FreeNAS. Это open source-дистрибутив, который развивает компания iXsystems.

Развертывание и интерфейс

Установщик текстовый, но не требует вмешательства пользователя: необходимо выбрать диск, на который установится ОС. Образ ISO дистрибутива FreeNAS весит 602 МБ, но при установке занимает весь объем диска любого размера.

Установить дистрибутив можно и на USB. На странице загрузки доступны образы обновлений, пакет плагинов.

FreeNAS — «тяжелая система». Минимальные требования — 8 ГБ RAM и 8 ГБ свободного места.

Через интерфейс есть доступ к функциям — например, настройке сетей. Есть боковая панель, которая расширяется, предоставляя доступ к подменю, чтобы получить, например, быстрый доступ в учетные записи. Поддерживается работа через консоль.

Управление томами

Файловая система FreeNAS основана на ZFS, что имеет свои преимущества:

• целостность данных,
• снапшоты — снимки локальной файловой системы,
• дедупликация,
• создание разделяемых ресурсов,
• программный RAID-Z3 (хранит три копии структур),
• организация RAID 0, 1, 5, 6, 10, 60,
• разделение отзеркалированного zpool-раздела на несколько раздельных пулов (zpool split).

Но у функций ZFS есть и недостатки: требуют много свободной памяти, потому что постоянно считает контрольные суммы. Кроме того, FreeNAS умеет работать только с целыми дисками, а не с разделами. Также из недостатков — нельзя уменьшить массив.

Доступ к файлам

Для доступа к хранилищу поддерживаются протоколы FTP, NFS, SSH, CIFS, AFP, iSCSI, SMB/CIFS, Samba, rsync для синхронизации. Для авторизации клиентов есть поддержка LDAP/Active Directory. Файловая система — ZFS.

Есть настройка ресурсов общего доступа WebDAV, с помощью которой можно просматривать содержимое определенного тома или директории из браузера.

Документация и поддержка

Один из лучших дистрибутивов в части документации: есть сайт с большим массивом информации, форумы, сообщества и книга Learning FreeNAS. Например, в документации, кроме инструкций по установке, можно найти список плагинов.

Безопасность

Можно защитить данные без сторонних решений — в дистрибутиве FreeNAS реализовано 128-, 192- или 256-битное AES-шифрование. Для процессоров, которые поддерживает инструкции AES-NI, шифрование не будет влиять на производительность.

Но в документации дистрибутива указано, что «корневая файловая система или другие компоненты ОС, такие как каталог /var, даже если это отдельная файловая система» не шифруются.

Дополнительная функция безопасности — поддержка rsync через SSH.

Расширения

FreeNAS поддерживает сторонние плагины для потокового вещания, скачивания, синхронизации или размещения собственного сервера облачных сервисов. Новые плагины добавляются в боковую панель под заголовком Plugins, настраиваются и запускаются через интерфейс.

В контексте безопасности все плагины основаны на FreeBSD jails и пакетах PBI с PC-BSD, поэтому изолированы от основной системы.

Особенные функции

Здесь можно выделить несколько дополнительный функций:

• Оптимизация системы в зависимости от железа с помощью скрипта autotune. Например, скрипт уменьшает проблемы с памятью с помощью автоподстройки значений ZFS sysctl, если в NAS-системе мало ОЗУ.
• Планирование задач с помощью заданий cron.
• Подключение NAS-сервера к домену Microsoft AD от имени доменной учетной записи. Под этой учетной записью можно работать с сервером по протоколу CIFS.
• SNMP-мониторинг.
• Отправка журналов на удаленный syslogd и отчетов по электронной почте — администратор может на графиках видеть порядок работ программного обеспечения и тенденции использования ресурсов.

NAS4Free

NAS4Free разработан на основе FreeNAS 0.7, но к iXsystems отношения не имеет. Распространяется по лицензии BSD. Сейчас называется XigmaNAS.

Развертывание и интерфейс

Настройки хранятся в XML-файле (config.xml). Установка дистрибутива возможна на USB или отдельный SSD — файл «подхватится» автоматически во время инсталляции. Установка простая, как с обычным ISO-образом.

NAS4Free похож на FreeNAS, но старых версий — как интерфейсом, так и установкой. Например, после загрузки ОС появляется консольное меню, через которое по шагам можно сменить IP, конфигурировать сетевые интерфейсы, установить систему, выйти в shell, сбросить пароль веб-администратора.

Восстановление системы также простое: дистрибутив устанавливается на диск, загружается файл конфигурации и NAS4Free снова работает.

Поддерживается работа через консоль — например, настройка сетевых интерфейсов. Через интерфейс производится работа с большинством операций. В их числе управление файловой системой и редактированием файлов, снапшотами, работа с инструментами сетевой диагностики, тестирование пропускной способности сети. Но боковой панели здесь нет.

Все сервисы отключены по умолчанию, для работы необходимо их запустить и настроить.

Минимальные требования для дистрибутива — 512 МБ оперативной памяти и 2 ГБ хранилища под систему. Дистрибутив скомпилирован для 32- и 64-разрядных Intel x86-совместимых процессоров.

Управление томами

• мониторинг состояния жестких дисков S.M.A.R.T.,
• уведомления о проблемах по электронной почте,
• программный RAID (0, 1, 5 и комбинации), RAID-Z1/Z2/Z3,
• отправка сообщений Syslog, контроль состояния UPS.

Доступ к файлам

Файловая система — ZFSv28. Поддерживает:

• UFS, ext2/3, FAT, NTFS.
• Протоколы для обмена данными SMB/CIFS, FTP, TFTP, NFS, AFP, iSCSI (initiator и target), SCP (SSH), BitTorrent, HAST, CARP. Они настраиваются через веб-интерфейс.
• Кроме них поддерживает Unison, HAST, UPnP (на базе Fuppes), протоколы CARP, HAST, VLAN и Wake On LAN.
• Синхронизацию посредством rsync.
• Сервер iTunes/DAAP (Firefly).
• Управление доступом: на основе пользователей и групп UNIX.
• Аутентификацию: для этого используется внутренняя база и средства Active Directory и LDAP.

NAS4Free также умеет работать с файловыми системами UFS, FAT32, EXT2.

Документация и поддержка

На сайте дистрибутива есть базовая информация — например, по установке и начальной настройке. Остальная документация «встроенная». Чтобы получить информацию по опциям настройки, нужно изучить журналы [Диагностика → Журналы]. Здесь можно найти отчеты о ежедневной работе вашего NAS. В интерфейсе также есть QuiXplorer — менеджер файлов.

Безопасность

Поддерживается шифрование GELI-диска.

Расширения

У NAS4Free большой набор служб и сервисов «из коробки»: Unison, iSCSI, SNMP, BitTorrent и прочие. В большинстве случаев вам не придется ничего дополнительно устанавливать. Но установка плагинов возможна.

Информация о расширениях дистрибутива есть только на официальных форумах NAS4Free.

Особенные функции

Есть поддержка LDAP и активной директории, теги VLAN, беспроводное соединение, CARP (протокол общего резервирования адресов), HAST (высокодоступное хранилище), клиент BitTorrent, веб-сервер Lighttpd, FUPPES — сервер Plug and Play для автоматического обнаружения сетевых устройств, IPERF3 для измерения пропускной способности.

EasyNAS

Дистрибутив разработан на базе openSUSE.

Развертывание и интерфейс

Поставляется в виде ISO-образа размером 380 МБ. Минимальные требования: 1 ГБ оперативной памяти и жесткий диск на 20 ГБ.

После установки открывается оболочка, где выполняются общие задачи администрирования: смена пароля администратора или IP-адреса.

К веб-интерфейсу можно получить доступ в браузере по адресу, перейдя на http://:1443 — вход со своим паролем администратора.

Доступ к функциям — через строку поиска и боковую панель. Также через панель есть доступ к настраиваемым элементам — хранилищу или общему доступу к файлам.

Управление томами

Поддерживается топология дисковых массивов JBOD, RAID 0/1/5/6/10, централизованное управления аутентификацией, авторизацией и аккаунтингом при помощи протокола RADIUS.

Общий доступ к файлам

Файловая система — Btrfs. Есть возможность расширения размера хранилища без отключения системы, создания снапшотов, добавления и удаления разделов.

Дистрибутив поддерживает основной пул протоколов: CIFS (Samba), NFS, FTP, TFTP, SSH, RSYNC, AFP. Но функции их настройки нет.

Документация

На сайте проекта очень мало информации, только общие данные и краткое описание концепций и технологий. Информацию придется искать по форумам, которых тоже немного.

В дистрибутиве предусмотрены подсказки: типсы с вопросительными знаками можно найти в боковой панели.

Безопасность

Очень слабая. Можно ограничить доступ к интерфейсу администрирования с помощью ACL или IP-адресов или настроить Radius, чтобы аутентифицировать удаленных пользователей. Остальные функции безопасности не предусмотрены.

Расширения

Особенные функции

В целом, это довольно «бедный» дистрибутив: есть планирование автоматического добавления томов или запуск веб-сервера.

Rockstor

Дистрибутив с открытым исходным кодом на базе openSUSE. Минимальные требования — 2 ГБ оперативной памяти и жесткий диск на 16 ГБ.

Развертывание и интерфейс

Поставляется с установщиком Anaconda, но он не пригодится — установка автоматическая, можно задать только пароль root. Можно установить на USB-диск.

Интерфейс представляет собой панель мониторинга в виде набора виджетов. Их можно выбирать из верхней панели. Боковая панель становится активна при выборе компонента.

Управление томами

Rockstor работает только с целыми дисками.

• мониторинг ресурсов через панель и SNMP,
• мониторинг S.M.A.R.T.,
• объединение дисков в RAID-массивы или пулы (0,1,5,6,10), сжатие, монтирование,
• резервное копирование через rsync, Apple Time Machine и Windows Backup.

Общий доступ к файлам

Файловая система — Btrfs. Поддерживается создание разделяемых ресурсов, используется защита файлов Bitrot, контрольные суммы, резервное копирование файлов с помощью rsync.

Документация и поддержка

На сайте проекта можно найти подробную документацию по всем вопросам, начиная с установки и заканчивая расширениями.

Безопасность

Поддерживается шифрование целого диска, но с помощью LUKS.

Расширения

Поддерживает много плагинов, например, Booksonic — сервер потоковой передачи аудиокниг — или CouchPotato — загрузчик для пользователей usenet и bittorrent. Плагины устанавливаются как Docker-образы через веб-интерфейс. На сайте проекта есть документация по поддерживаемым плагинам и их установке.

Дополнительные функции

Создание снапшотов и их планирование с помощью заданий cron.

OpenMediaVault: дистрибутив для любителей Linux

Open source-дистрибутив на основе Debian Linux. OpenMediaVault похож на FreeNAS, потому что автор системы — бывший разработчик FreeNAS Фолькер Тайле.

Развертывание и интерфейс

Дистрибутив поставляется в виде:

• ISO-образа для x86- и x64-систем,
• образа для VMware и VirtualBox,
• репозитория для Debian.

Программа установки текстовая, во время нее потребуется выбрать часовой пояс, установить пароль root, заполнить имя домена и прочее.

Опций настройки через консоль, как в других дистрибутивах, нет. Системные настройки производятся через веб-интерфейс. В нем есть боковая панель, через которую можно получить доступ к компонентам. Есть подсказки для применения настроек.

Дистрибутив ставится как на жесткий диск, так и на USB, при это занимает весь объем памяти.

Управление томами

В дополнение к поддержке файловых систем ЕХТЗ/4, XFS и JFS в OpenMediaVault вы также получите опцию создания квот для каждого настроенного тома и списка контроля доступа (ACL). Поддерживается программный RAID (0, 1, 5, 6, JBOD, 5+0, 5+1, 0+1, 1+0).

Общий доступ к файлам

В отличие от FreeNAS автор дистрибутива не стал ставить ZFS. Как файловая система используются ext3, ext4, XFS, JFS, NTFS и FAT32 (чтение/запись). Функций, как следствие, чуть меньше:

• Протоколы, которые поддерживает дистрибутив: SMB/CIFS, FTP/FTPS, TFTP, NFSv3/v4, SSH и RSYNC.
• Есть организация совместного доступа, разделения привилегий групп и пользователей, настройка квот.
• Мониторинг — SNMP, S.M.A.R.T, UPS.
• Уведомления об ошибках по почте.

Но в сравнении с FreeNAS здесь создается смешанный раздел для хранения настроек, в котором сочетаются данные и системные файлы.

Документация

Основная документация есть.

Безопасность

Есть функция безопасности в виде монтирования файловых систем с флагом noexec. Но скрипты безопасности, помещенные в папки с распределенным доступом, запустить не получится.

Нет шифрования данных. Эту функцию обеспечивает только плагин LUKS.

Расширения

В дистрибутиве есть вся базовая функциональность NAS4Free и FreeNAS, кроме ZFS. Недостаток функций закрывается большим списком расширений: LVM, iSCSI Target, поддержка LDAP, доступ AFP, BitTorrent, DAAP, UPS, антивирусы.

Официальных плагинов несколько десятков: их можно увидеть в меню Система → Плагины, где они категоризированы. Для установки используется штатный пакетный менеджер.

Есть сторонние «самодельные» плагины, ставятся стандартным для Linux способом.

Дополнительные функции

В OpenMediaVault можно распределять квоты диска отдельным пользователям, ограничивая место, на которое пользователи могут претендовать. Вы также можете определить права доступа каждого пользователя для каждой папки с общим доступом.

Как и в FreeNAS, обычные задачи поддержки системы, такие как установка обновлений, можно выполнять из веб-интерфейса. OpenMediaVault предоставляет почти все функции FreeNAS, но через плагины.

Итоги обзора дистрибутивов для NAS-хранилищ

Завершим обзор дистрибутивов несколькими советами. Для продвинутых систем с большими ресурсами рекомендуем FreeNAS и Rockstor. Большое комьюнити, широкий функционал, подробная документация и много расширений.

Из всех представленных дистрибутивов лидером выходит бесплатный FreeNAS:

• надежная корпоративная файловая система OpenZFS,
• поддержка всех протоколов,
• синхронизация с облачными сервисами (включая Dropbox) из коробки,
• интеграция с Amazon S3, Backblaze B2 и Microsoft Azure,
• много дополнительных приложений,
• продвинутые инструменты мониторинга.

NAS4FREE тоже хорош для больших систем, если вас не испугает малый объем документации.

Для тех, кто привык работать с Linux, подойдет OpenMediaVault. Будет легко устанавливать плагины для расширения функционала своей NAS-системы.

Rockstor и EasyNAS можно рекомендовать для организации NAS-cервера для дома или небольшого офиса (первый не требует много оперативной памяти). Но если Rockstor можно использовать в коммерческих системах, то EasyNAS — нет из-за ограниченных возможностей для повышения безопасности.