NAS实用技巧 篇一:存储池、静态卷、LUN?傻傻分不清!“存储空间”看这篇就够了

2020-08-03 17:56:06 360点赞 3346收藏 133评论

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大家好,我是加勒比考斯,是一个NAS领域的老司基。

以前是负责NAS板块的小编一枚,有幸玩过众多品牌的NAS,包括有群晖、威联通、华芸、西部数据、铁威马以及Drobo等。

我会一直输出NAS干货,码字不易,希望大家给个关注!

这次来为大家讲解NAS的存储空间。

创作说明:

对于新手而言,最难理解的莫过于它的存储空间了。里面有“存储池”、“存储卷”、“静态卷”、“厚卷”、“精简卷”、“区块LUN”、“快照”等等。如果一个不了解NAS的玩家上手突然看到这么多陌生的名词,肯定会有些懵。群晖与威联通部分功能通用,可作了解。

这篇为扫盲贴,主要为大家实操介绍各个名词,以及如何快速上手!

创作目录:

1、存储池与静态卷是什么?

2、存储卷:厚卷、精简卷

3、快照与存储池的关系

4、LUN是什么?

创作正文:

本次演示咱们以威联通TS-453Dmini为例,为大家讲解如何操作。威联通TS-453Dmini是一款4盘位直立式NAS,延续爆款TS-453Bmini设计,其中重大改变的有4点:新款风道重做,散热改进;主板内存升级为DDR4;处理器换为英特尔赛扬J4125四核处理器;网口换为双2.5网口。

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本次演示的TS-453Dmini所用的硬盘是西部数据8TB红盘,这4块硬盘是从狗东购买,很是不舍得拆啊。该硬盘采用 NASware 3.0 技术的 WD Red 西数红盘专为平衡 NAS 和 RAID 环境中的性能及可靠性打造。NASware 技术可以提高硬盘与 NAS 系统的兼容性,改善使用设备进行播放的效果。

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很多玩家会在企业盘与红盘之中纠结,其实两者各有优缺。如果很细心的玩家可以去查产品MTBF、URE、TBW等参数,咱们这里只是简单说一下。

1、红盘转速更低,噪音更低,发热更低,读写性能也低,质保3年。

2、企业盘性能更高,转速更高,噪音更高,发热更高,可靠性更高,质保5年。

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存储池与静态卷是什么?

“存储池”这个概念源自于Data Protection Manager (DPM) 服务器,存储池是在DPM服务器上存储副本、卷影副本和传输日志的一组磁盘。

咱们可以认为“存储池”是一组磁盘组成的“数据保护管理器”,它的性质是服务器的一种,玩家可以简单认为:多个磁盘通过某种特殊阵列(RAID)组合在一起,形成一个巨大的存储区域,同时这个存储区域支持与阵列相对应的功能。

那么,如何建立存储池?

1、打开“存储与快照主管”,我们可以看到页面显示没有磁盘区,也没有存储池。

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2、点击“存储/快照”后,进入存储空间,我们可以选择在存储空间建立“新存储池”或者“新卷”,我们选择建立“新存储池”。至于“新卷”咱们后面再说,这是威联通的特有的一个形式。

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3、我们已经进入威联通存储池的创建步骤,首先咱们看到了有一个选项:“启用Qtier(自动分层存储)”,Qtier是威联通独有的技术,它可以说是目前所有NAS品类里面,将SSD和HDD融合最好的一个方案。它将SSD作为存储池的超高速层,HDD作为存储层,将热数据放在超高速层,从而在日常使用中拥有最好的体验。

顺便说一下群晖的方案,群晖是SSD高速缓存加速,只能将SSD作为HDD的加速工具,而无法融为一个存储池。而这个SSD高速缓存加速,威联通也有这个技术,玩家可以选择使用,但是最为推荐Qtier技术。

本次我们只有4块8TB红盘,没有SSD,所以跳过这个步骤,点击下一步。

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4、如何选择合适的RAID阵列,创建存储池?

这个话题肯定是争议最多的话题,而且经久不衰。RAID可以提供安全性、读写性能、存储池容量,具体根据阵列类型而定!

RAID方案常见的可以分为5种,其余的还有RAID 50,RAID 60等。

RAID 0、RAID 1、RAID 5、RAID 6、RAID 10

RAID 0无冗余备份,存储池包含所有硬盘容量,硬盘全部用来提升读写能力。简单而言:假设10块硬盘组成RAID 0阵列,存储池读写能力变成单个硬盘的读写能力的10倍!硬盘只要损坏一块,所有数据会立刻丢失。

RAID 1是一种镜像磁盘阵列,其原理就是把一块硬盘的数据以相同位置指向另一块硬盘的位置。RAID 1又称为Mirror或Mirroring,它的宗旨是最大限度的保证用户数据的可用性和可修复性。它只支持2块硬盘。存储池容量只有单块硬盘容量大小,不能提高存储性能,硬盘可以允许随机损坏一块。其高数据安全性,尤其适用于存放重要数据,如服务器和数据库存储等领域。

RAID 5将数据以块为单位分布到各个硬盘上。RAID5不对数据进行备份,而是把数据和与其相对应的奇偶校验信息存储到组成RAID5的各个磁盘上,并且奇偶校验信息和相对应的数据分别存储于不同的磁盘上。当RAID5的一个磁盘数据损坏后,利用剩下的数据和相应的奇偶校验信息去恢复被损坏的数据。它的容量为(n-1)块硬盘总容量,存储性能提升(n-1)倍,硬盘可以允许随机损坏一块。

RAID 6同RAID5一样,数据和校验码都是被分成数据块然后分别存储到磁盘阵列的各个硬盘上。RAID6加入了一个独立的校验磁盘,它把分布在各个磁盘上的校验码都备份在一起,这样RAID6磁盘阵列就答应多个磁盘同时出现故障,它会进行两次奇偶校验,以提供写入保护,因而RAID 6的写入速度小于其它级别的RAID。RAID 6容量为(n-2)块硬盘总容量,存储性能提升(n-2)倍,硬盘可以允许随机损坏2块。但是在4块硬盘的情况下,RAID 6的计算相较于RAID 10而言会更加密集,所以重建速度较慢。

RAID 10其实结构非常简单,首先创建2个独立的RAID 1,然后将这两个独立的RAID 1组成一个RAID 0,RAID 10容量为2块硬盘总容量,存储性能提升2倍,硬盘可以防止两个磁盘同时出现故障,但是这两块硬盘不能是存储同一份数据的硬盘。如果发生意外,RAID 10重建速度较RAID 6更快。

大家对于各种RAID 磁盘阵列的选择,拥有太多种方式。我随意列举玩家常用的各种RAID 磁盘阵列方式:

a、一个存储池 :RAID 5

b、一个存储池 :RAID 10

c、一个存储池 :RAID 6

d、两个存储池:RAID 1,独立静态卷

e、多个独立静态卷,重要数据备份多个静态卷。

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系统会默认选择“RAID 5”阵列。但是最多争议也是RAID 5,大家不怀疑它的好用,只针对如果单块硬盘损坏,换新盘后是否能够重建成功?其中URE (Unrecoverable Read Error rate) “不可恢复性读取错误率”。现在有的厂商也叫做Non-recoverable Errors per bits read或者Nonrecoverable Read Error rate。以下表格是RAID 5阵列重组成功与否的概率。

图片来自知乎木头龙图片来自知乎木头龙

很多玩家会很震惊失败率为何如此之高?但是很多人并没有碰到,这次又要提到SMR和PMR硬盘。算了,SMR这个先不讲了,篇幅越来越长了。

至于为什么失败率如此之高,但是遇到崩溃的玩家并不多呢?

这时候我们又要讲一下BBM(Bad Block Management)技术。BBM是一种磁盘阵列处理坏道问题的技术。它只针对于RAID 5、RAID 6阵列组态。传统处理上,在系统对磁盘进行读写,然后遇到读写错误(I/O Error)时,系统会将坏道所在的磁盘直接从阵列中移除。在导入BBM技术后,系统会记录坏道中的数据,并维持磁盘阵列正常运行。当需要读取坏道处的时,系统会以磁盘阵列降级(degrade mode)的方式进行,也就是由坏道同一条带(stripe)的其他区块提供此坏道区块的数据。这也直接降低了我们的重建失败概率。

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点击下一步,“存储池”创建完成。

5、什么是静态卷?

首先我们又需要从“存储/快照”看起,点击“新卷”。

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然后我们就可以看到一个“静态卷”选项。通过这个选项,我们可以直接在RAID组上创建静态卷。这个静态卷随机文件访问性能最佳(最多比厚卷快20%),但不具备区块LUN或快照等高级功能。

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接下来就是和存储池相同的步骤,直至静态卷建立完成。

存储卷:厚卷、精简卷

当我们建立完存储池后,我们就需要在存储池上面建立存储卷了,各个品类NAS的存储空间一般都是这样的操作流程。

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同样,我们回到“存储/快照”,点击“创建”,可以看到“新存储池”、“新卷”、“新建区块LUN”、创建虚拟扩充柜。咱们选择“新卷”。

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这时候就看到了“厚卷”与“精简卷”了。它们的区别如下:

厚卷:从预先分配的存储池空间创建厚卷。具备快照等功能,而且扩展方便。建议常规用途使用厚卷。

精简卷:精简卷按需使用空间,即只有将数据写入卷时才占用存储池空间。精简卷可确保高效利用存储空间,最适合创建多个卷。注意不能在精简卷上创建基于文件的LUN。

厚卷与精简卷都支持快照功能。在日常使用中,玩家可以选择厚卷,扩展方便,而且可以在电脑上创建LUN。如果玩家不需要基于文件的LUN,而且需要多个卷来分类存储资料,也可以选择精简卷来使用。

快照与存储池的关系

快照是威联通独有的特色功能。它可以为数据提供区块级保护。快照可以记录厚卷、精简卷或区块 iSCSI LUN 在特定时间点的状态。意外删除或修改快照中的数据时,可将其迅速恢复至该状态。但是需要注意的是,创建快照后,卷或LUN的读写性能会降低5%至30%。

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快照存储在存储池中,仅记录最后一次创建快照之后的数据更改,从而能够节省空间。要使用此功能,您的 NAS 和存储池必须支持快照,NAS 至少具有 1 GB 的内存。最大快照数量取决于 NAS 机型以及 NAS 安装了多少内存。

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简单而言,快照就相当于是一个“游戏存档器”,当你闯关的时候,可以随时保存进度,而且可以随意读取进度。

LUN是什么?

LUN的全称是Logical Unit Number,也就是逻辑单元号。LUN ID不等于某个设备,只是个号码而已,不代表任何实体属性,在我们的实际环境里,我们碰到的LUN可能是磁盘空间,可能是磁带机,或者是media changer等等。我们在NAS中的主要是磁盘空间。

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对于块设备,LUN一般通过使用光纤通道,以太网光纤通道(FCoE)或者iSCSI等来呈现。光纤通道和FCoE通过使用特定的主机总线适配器(HBA)或CNA(聚合网络适配器),能够更容易的将主机IP流量从存储网络流量中隔离开来。

目前,玩家最常用的就是建立一个LUN,挂载在本地PC上使用,值得一提的是,Qtier技术支持LUN加速。

LUN又分为“区块 LUN ”与“基于文件的 LUN”。区块 LUN 使用存储池的空间。基于文件的 LUN 使用卷空间。通常区块 LUN 应优先于基于文件的 LUN 使用,因为其支持更多快照和虚拟化功能。玩家可以根据自己的选择来自行配备。

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咱们从存储池上建立一个区块LUN,再从存储卷1建立一个基于文件LUN,并将基于文件的LUN挂载在区域LUN上面。

然后在PC端搜索iSCSI发起程序,打开输入目标地址,就是NAS的IP地址。

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点击“快速连接”,再点击确定即可。这个LUN就挂载到我们的电脑上了。打开磁盘管理即可将其变为本地磁盘使用。

总结

本次教程到这里结束啦,请大家帮忙点个关注与收藏,码字不易,非常感谢啦。

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