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DIY与云计算(二)之 DIY自己的开源NAS

对于云计算存储而言,家用NAS存储是云计算存储的一个子集,它不用考虑迁移,LB,远程mount,存储集群的管理等等。相对与公共服务的云计算,家庭NAS就相当于家庭的数据中心了。家庭的各种数据能安全存放在NAS中。利用NAS家庭的其它电脑能方便的对它进行访问使用,以及在后面以极低的功耗默默下载,就算不在家,也能远程管理家里的下载,看到任何资源就能随时下载管理。
NAS提供给我们的功能有:

文件共享服务:现在很多人家中的电脑都不止一台,这样视频,照片、音乐、文件等数据资源分散在不同的电脑中,要去找出会很麻烦。通过家用NAS,家中的各个成员可以将想分享或共用的照片、音乐、影片或其他文件档案,分门别类地放在同一个网络硬盘中,避免相同的资料在每部电脑里浪费同样的空间。

数据备份服务:NAS一般都具有多种备份功能,包括本地备份、异地备份和NAS间备份等等。另外NAS还具有一键备份功能,将USB存储设备(如闪盘和外置硬盘)插入NAS上特定USB接口,就能把USB存储设备上的文件备份到NAS中。

家庭服务中心:通过把打印机与NAS相连,开启NAS网络打印机功能,我们就能在局域网中共同使用这台打印机,通过在NAS上建立Web服务,把照片和录像存放在NAS网络存储器的指定目录中,就能通过浏览器登陆NAS的Web网站进行观看,就像访问网络相册一样。另外在NAS中使用UPnP-AV功能(或称流媒体功能),在网络中可以被Windows MCE系统、Xbox360和PS3等设备发现,无须额外的操作就能播放存储在NAS中的多媒体文件。同时我们还可以用NAS网络存储器搭建iTunes服务器,让iTunes软件和iPod等设备从NAS上获得音乐和视频。

DIY NAS

技术要点:

  • ITX 主板:节约空间,采用17x17 cm的小主板
  • 低功耗(<=30W): NAS是要长年开机,为了尽可能的降低成本,节约起见,主板CPU功耗不高于30W
  • 热插拔(>=4 盘位):为了便于更换硬盘以及Raid5的要求,盘位要求>=4。
  • Sata3接口:保护投资,为以后硬盘升级(SSD)准备
  • 千兆网卡: 这是必须的,如果想直接在nAS上传输播放高清影片。
  • CPU:性能至少要能保证软组Raid
  • 内存(>=8G):至少支持8G。

对于服务器而言如果是1U机箱可以塞4块ITX主板,甚至可以塞到6块ITX主板;如果是塞1块ITX主板,那么可以塞5-6块3.5的硬盘。

目前4盘位的NAS空机(不含硬盘)价格:

  • 巴法络/buffalo LS-QVL/E-AP: 1400¥
    • 最大容量 8TB, 4xSata2, 2xUsb2, 1.6Ghz Marvell(88F6282A0C160) processor and 512MB of RAM.
  • 群晖synology DS411j: 3000¥
    • 最大容量12TB, 4xSata2, 2xUsb2, CPU 1.2G, DDR2 128M RAM
  • D-Link DNS-343: 2150¥
    • 4xSata2, CPU Marvell 88F5281-D0 C500Mhz, 128MB
  • Century世特力裸族CRIB35NAS: 1980¥
    • 最大容量 12TB, unkown

从上述商业NAS系统来看,CPU大都是采用ARM芯片,内存也少得可怜,但是价格不菲。

我采购的硬件清单:

机箱:

  • 4盘位热插拔机箱 498¥ 毛重 3.5Kg,1个12cm风扇,只能上半高的卡(可能以后扩硬Raid卡有问题)
  • 6盘位热插拔机箱 849¥ 毛重 5 kg, 有足够的空间固定硬Raid卡,2个可调速9cm风扇。但是太重。性价比也不高(备选)

目前正在团购,上述为团购价格,应该在清理存货,机箱的问题:热插拔盒塑料有些薄,没有锁,机箱做工不够精细。

主板:

目前我在淘宝上看到的Intel Atom(D525) Mini-ITX平台(15W)上全部是Sata3支持的很少,混合Sata3和Sata2,太会节约成本了。而且最关键的是最大内存只到4G。可能Intel不希望有人把主板拿去做低功耗的文件服务器吧,故目前几乎不用考虑Intel的东西。

AMD的E350平台功耗大约在18W-20W,至少支持4个Sata3口,内存最大可以到8G,也有到16G的,两个DDR3 PC内存槽。

  • ASROCK/华擎E350M1
    • 4Sata3口,
    • 1eStata3,
    • 内存DDR3 1066 最大16G,
    • 1xPCIe2.0x16,
    • 12xUSB2,
    • 1PCIEx1GNetwork,
    • 无USB3
    • 价格500¥上下
  • 华硕E35M1-I(备选)
    • 6个Sata3口,
    • 内存DDR3 1066 最大8G,
    • 1个PCIe2.0x16(x4mode),
    • 12个Usb2,
    • 无Usb3,
    • eSata,
    • 1PCIEx1GNetwork
    • 淘宝上暂时买不到,只能买到 E35M1-I/E45M1 Dexlue 版本。

更多的内存还是更多的sata3口,这是个选择问题,而我选择了更多的内存。

E350的GPU为 ATI HD 6310 隶属于 Radeon™ HD 6300M Series Graphics:

  • 80 个处理单元
  • DX11
  • OpenGL 4.1
  • OpenCL™ 1.1
  • DirectCompute 11

电源

采用 DC-ATX 电源:

计算功率:

单块硬盘

  • 开机功率:20w (12V*1.75A=21W)
  • 稳态功率:10w (5.3W)

西数绿盘 WD20EARX 读/写功耗 5.30瓦; Idle: 3.3W; 速度: 110M/s

估算系统其它功耗:

  • APU Idle(TDP) = 9-18W
  • A51M(Hudson-M1) Chipsets = 4.7W
  • CPU Fan= 5W
  • Case Fan=3W
  • eSata = 3W
  • mouse = 1W
  • keyboard =1W
  • DDR3 1333 = 1W *2

按照4块硬盘全部插满的情况下估算:

  • 开机总功率 ~ 21W*4+33W = 117W
  • 稳态总功率 ~ 10W*4+29W(全负荷) = 69W

因此选用输出功率为130W的DC-ATX板:

  • 输入: 11.7~13.6V
  • 输出功率:额定130W,峰值150W
  • 价格:58¥

电源适配器

  • 12V 10A电源适配器(65¥): 在开机功率90W,平时功率50W负荷下,但是这个所谓120W的电源工作不了几天就歇菜了,退掉了。
  • 12V 18A DELL的二手电源适配器(110¥): 目前运行良好,温度也还可以,还没有出问题。

内存条:

  • Kingbox/黑金刚单条8G DDR3 1333 台式机内存(331¥)

总计花费:

  • 机箱总价523 + 主板(含APU) 513 + 内存条 331 + DC-ATX 58 + DC适配器 110 = 1535¥

得到的是一个双核1.6G AMD CPU/GPU, 8G DDR3(可扩展为16G),全 SATA3 带高清播放支持的4盘位NAS机器。

正在DIY: 图已经丢失

组装完成,试机:图已经丢失

软件系统

如果只把它作为文件存储系统,那么因为ZFS的缘故,IllumOS(开源Solaris) 操作系统无疑是非常合适的,但是以这样的CPU性能来说,只作为文件存储系统,未免太浪费了。Linux社区的BTRFS文件系统进展缓慢(尤其是在软Raid功能上),而ZFS是由Sun开发的新型文件系统, 应用于Solaris上,后来被移植到FreeBSD和NetBSD系统上。

基于Solaris内核的NAS系统:

Linux Soft Raid:

正巧最近看到国外社区已经有人在Native ZFS on Linux上做了几个月的小白鼠,还算稳定,而更凑巧的是,这家伙也是选的AsRock E350M1主板,So,我最后还是选择了Linux,这样可以1机两用:NAS 和 媒体中心。

操作系统: 为了能压榨出硬件的最后一点性能,我选用 Linux 的 Gentoo 发行版, Gentoo 可以使得我自己配置调整编译内核。

更新(2016-06-12)

光阴似箭,眨眼4年过去了,Intel 推出了Micro Server——志强D系列, 而 AMD 却依然在原地踏步。
4年前,支持ECC RDIMM内存的ITX主板根本找不到,现在超微,AsRock都有了基于志强D系列的ITX MicroServer主板。
NAS机箱也多起来。超微甚至出了带机箱的准系统,但性价比太低。

  • 6盘位DIYNAS机箱,可定制LOGO,有防尘网。
    • 机箱=499
    • 机箱+技嘉150W DC电源=768
    • 机箱+益横的 250W=840
    • 机箱+全汉电源 270W=880元
    • 益衡 Enhance ENP 7025B FLEX 250W=245元 淘宝价
    • 全汉电源 小1U 270W=108元 淘宝价
    • 需要了解限高问题,内存条,插卡等。
  • 超微X10SDV-4C±TLN4F(128G ECC RDIMM DDR4 2133, M.2 PCIe3.0x4 2242/2280)
    • 志强D-1518(4核,6MCache, 2.20Ghz) 35W ¥3720
    • 志强D-1541(8核,6MCache, 2.20Ghz) 45W ¥6880
  • 三星 32G DDR4 2133 RDIMM 服务器内存: ¥1060