NAS是什麼?

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NAS是什麼?

NAS (Network Attached Storage)的由來

  • NAS 不是被發明的,而是將傳統的 Server Disk Array 用『減法』設計出來的。
  • NAS 的原理就是傳統的 Server Disk Array 已有的原理,只是被改成更簡單。
  • NAS 的技術就是傳統的 Server Disk Array 已有的技術,只是被改更易用。
  • 如果傳統的 Server Disk Array =重機車,NAS =小綿羊。

NAS (網路儲存裝置) 簡單形容『是一台利用網路連線當成檔案伺服器 File Server 』內含磁碟陣列 RAID 功能,具有『簡單,易用,嬌小,低價』的優點,設計的目的是準備取代昂貴的傳統 Server。介紹 NAS 前須先介紹『傳統的 Server Disk Array』也是 Hardware Controller RAID。

相信很多年輕人未曾使用過『傳統的伺服器 Server Disk Array』,NAS 未出現前市面上只有『傳統的 Server Disk Array』而且都是知名大廠 IBM、HP …..。因為當時 Server 是設計給企業級用戶使用,需24h 一年365天不關機,且是『多人多工』使用,需要求『高品質』『穩定可靠』,售價昂貴,所以並不普及。

NAS是將傳統 File Server 用『減法』設計

NAS 的概念最早是出現在美國一群年輕的『IT界高手』,因為 NAS 是用 Linux 內的 “mdadm”架設的,而 “mdmdm” 是國外一群天才寫出來的Create Software RAID程式工具。這群天才工程師當時已知道一般伺服器只是當成一台 File server,只是檔案讀取和寫入並無執行大量科學、工程…運算,應該只需簡易的主機板+Power Supply+網路。如果用『減法』重新設計,包裝成一台『輕、薄、短、小』的 File server,成本低售價一定非常有競爭力,絕對可以讓一大群原本買不起昂貴伺服器 Server 的客戶,可以用低價買到一台又便宜有好用的 File server。因此就將『重機車』改成『小綿羊』。
年輕又聰明的工程師,向來很有創意,將前輩設計的『大型產品』用『減法』重新設計包裝成新產品。

  • 大型電腦 (Mainframe) 改成 PC
  • Unix 改成 DOS
  • Server 改成 NAS

其實自已組裝 NAS不難,找一套功能強的 PC+4台硬碟,安裝 Linux後用 “mdadm” Create RAID5,就有一組 File server 可用,本人年輕時公司小也窮,也曾自已安裝一台 Linux file server 使用了數年,印象中很穩定。

家用NAS

NAS 當初設計就是要搶傳統 Server Disk Array ( Hardware Controller Array) 市場,定位是以『低價』策略,甚至希望進入個人、家用、小企業…..讓人人買得起,而且安裝、維護都很簡單。
所以 NAS 是用『減法』設計,拿掉很多不常用的設備、元件,例如 Monitor、Keybard、Mouse…..還有相關控制晶片組,所以 NAS主機板尺寸才會很小一片,即使被設計進來使用的元件等級也不高,一切目的都為了降低成本。
也因此在家用『NAS』和『企業NAS』在規格上還是有等級差異。所有 NAS品牌都一定有最基本的『個人NAS』『家用NAS』,規格、功能、售價..幾乎相同。

家用NAS,只是『NAS入門機種』,規格:

  • 容量低、體積小、安裝簡易。
  • 硬碟 x 2台。
  • 可建立 RAID0RAID1 架構。但建議勿建 RAID0(硬碟損壞風險是2倍)。
  • 適合儲存大量的照片、多媒體檔案。
  • 透過網路即可分享、遠端存取。
  • NAS (Network Attached Storage) 的特色是利用『網路』存取資料,所有的工作都是透過網路,甚至可用手機 APP 控制。

家用NAS因為構造簡單,新購時原廠幾乎都已『設定』,一般只要隨著畫面 Step By Step ,沒幾分鐘即可順利完成。很容易上手,使用相信不會有問題。

最後提醒『家用NAS』使用者一項很重要工作『備份資料』。NAS的硬碟極易故障,務必勤做備份。

  • 家用NAS都有 USB Prot,用外接式硬碟備份。
  • 備份時才插上,備份完成拔下,減少磨損增長壽命。
  • 另加『雲端備份』。
家用NAS
Synology 原廠照片

企業級NAS

多年前企業還是習慣使用『傳統的 File Server』,但可能因為安裝、維護、管理都需專業知識,而且內部儲存著企業重要的資料,File Server 管理者責任、壓力很大。雖然市面出現了『企業級 NAS』但因為定位是『企業使用』需達到:

  • 多人多工,讀寫快速,高容量。
  • 24h 不關機,品質要求穩定、可靠。

所以企業級NAS 規格已和傳統 File Server 接近,一些功能還是需由專業工程師操作。但在硬體配備上還是不同。您可觀察傳統 Server 和 NAS 背面就有很明顯差別。

下列出『傳統伺服器 Server 和簡易 NAS 比較』

  1. 拿掉不常用的 Monitor、Keyboard、Mouse 與相關 ChipSet……。
  2. 作業系統改用免費開放系統 Linux,不必支付Windows License 費用。
  3. RAID 改用 Linux 內建的 “mdadm” 建構。不必另購昂貴的 Disk Array Controller Card。
傳統的 Server
  • 功能強大主機板+Power+Monitor+Keyboard+網路……,相當齊全。
  • Hardware RAID Controller Card
  • 擴充性高
  • SAS 企業級硬碟非常重要
  • 作業系統 Windows Server 需另購
  • 運算速度快,穩定,可靠
  • 管理操作有一點難度,需專業工程師操作
  • 售價高,維護成本高
  • 適用要求 24h 全年不關機的企業
  • 需有機房
簡易的 NAS
  • 簡易小主機板+小Power Supply+網路
  • Software RAID Controller (Linux LVM)擴充性低(主機板無擴充 Slot)
  • SATA 一般 PC用硬碟
  • 免費的 Linux,只安裝常用套件
  • 運算速度相對較慢
  • 簡單易用,一般人即可操作
  • 售價低,維護成本低
伺服器背面
傳統伺服器背面,有 Powerx2、Monitor、Keyboard、網路x6、USB.....
Server 內部
傳統 File Server 內部

結語

相信很多人從沒想過一組重要的 File Server 可以不用 Monitor、KeyBoard、 Mouse…..那如何操作控制呢?本人是很佩服當初設計 NAS 的工程師團隊,我猜當年應該也是因太多小型企業『買不起』才想到這市場….。
這群工程師當初一定是非常熟悉『傳統 Server Disk Array』的優缺點。知道 Server 都是儲存企業重要資料,客戶新購安裝後就只當成『儲存檔案』的 File Server,平時沒事不會去亂動,有人迷信還會在上面供著幾包『乖乖』。日子久了 Monitor、Keyboard….還積一層灰。他們看到了 Server 很多週邊,功能….平日很少使用,也有其它替代方法。例如:Administrator 平時操控都是在自已桌上透過內部網路連線,根本不必靠近 Server,所以很少去使用 Server 的 Monitor、 Keyboard…..大概只有出狀況時需檢查才會用到。

另外當時 Server 品牌都是美國知名大廠 IBMHP…..獨佔市場,他們自已公司規模龐大,不太會去注意其它規模小的企業用戶需求,販賣的伺服器機種都足以提供『百人以上企業』使用,而且規格都是在比『大』比『多』。當時原廠是將 Server 設計成非常『複雜』連作業系統也用封閉的『 UNIX』很難入門。就是因為『太封閉』專門給『貴族』用的,所以原廠自已的路愈走愈窄。我也不明白 IBM 當時已用『減法』設計出 PC,外面也有一群年輕工程師將 UNIX 改成 DOS,但 IBM為什麼沒興趣將 Server 用『減法』設計成『簡易 Server』,將 UNIX 改成 Linux? 假如市面出現 HP品牌 NAS 就算貴一點我也會去買,HP Server 的穩定度是有目共睹。

早期 Server 的廠商彼此競爭激烈,產品比到沒東西比,竟推出 Dual CPU、Dual RAM、Dual Power….什麼都是 Dual 的 Server,但就是主機板不是 Dual,萬一是主機板燒掉?Dual CPU 有用嗎?如擔心故障需 Online 接替,為何不乾脆買第 2台 Server?還可兼資料備份,而且『同時故障』的風險是 ½.

當時市面的伺服器 Server 沒什麼可供小企業的選購的規格,所以一般小企業喜歡是很喜歡但就是買不起,更何況原廠將 Server 定位成『專業人士才有能力操控』入門困難,如沒原廠背書的工程師去亂動,原廠是不負責的,其實這也沒什麼不對。但就算忍痛買進來,還要去雇用一位專業的 Administrator,當時買一台傳說中的『IBM AS400』,是要挪出一間機房供養,還要專用冷氣 24h 吹,再雇一位專任工程師維護。比企業中小主管還尊貴。足可形容是『富貴人家買輛昂貴的名車,不但要有車庫,還要有司機』每月費用比高級主管薪資還高。當時 IT 界還流行一些莫名其妙的技能證照。

如客戶沒雇用專業維護工程師,就需低聲下氣和廠商簽維護合約,不簽還好簽上去後才是受氣的開始,每當 Server 出問題叫修時,是以『日』計算才來,整個企業運作幾乎停擺。這也可理解,當時 Server 的維護工程師真的培養不易,資質高的工程師一旦技術成熟也會往高位爬,沒人願意一直委屈當維修工程師,所以維護工程師一職很缺人。

最傷腦筋的是當 Server 故障,但又有重要資料在 RAID硬碟內,這時真是考驗工程師的能力,簡直好像在拆『炸彈』一點錯誤極可能破壞 RAID 資料,而且客戶就站在旁邊著急的盯著,通常有經驗工程師會先將程序分成『資料救援』和『Server 故障排除』,先去找專業『RAID 資料救援公司』先設法將資料搶救出來,再放手去檢查 Server 故障原因。但指望將 Server 故障排除後,RAID 資料就自動還原,真的是要靠運氣。賠一台 RAID 給客戶還賠的起,但客戶的資料是賠不起的。建議 RAID技術不熟,RAID資料還是交由專業 RAID資料救援公司搶救,不要去冒風險。 

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