Собираем NAS своими руками

Для многих пользователей самосборное сетевое хранилище или NAS - отличная альтернатива готовым решениям на рынке, которые предлагают Synology, QNAP или ASUSTOR. Бесчисленные возможности оптимизации и настройки под собственные нужды, персональное облако, а также полный доступ к системе являются весомыми преимуществами. Мы протестировали немало готовых NAS, поэтому решили собрать сетевое хранилище самостоятельно.

У нас была подходящая материнская плата для данного проекта, а именно ASRock Rack E3C246D4I-2T (тест), к ней мы добавили мощный процессор Intel Xeon E-2136 и 4x планки памяти Kingston KSM26SES8/8ME. 6-ядерный процессор с поддержкой Hyper-Threading работает с базовой частотой 3,30 ГГц, но в режиме Turbo она может увеличиваться до 4,50 ГГц. Тепловой пакет составляет 80 Вт. Планки SO-DIMM работают на 2.666 МГц в режиме CL 19-19-19 и поддерживают ECC. Память с коррекцией ошибок мы взяли намеренно, хотя производители готовых NAS обычно устанавливают память без ECC из соображений экономии.

Чтобы 14-нм процессор достаточно эффективно охлаждался, мы использовали кулер Noctua NH-U12A с двумя вентиляторами Noctua NF-A9 PWM chromax.black.swap 92 mm и одним Noctua NF-A14 PWM chromax.black.swap 140 mm для охлаждения корпуса. В качестве БП мы взяли Seasonic Focus SGX Gold 500W (SSR-500SGX).

Для хранения данных мы выбрали шесть 8-Тбайт жестких дисков Seagate IronWolf (ST8000VN0022), а для операционной системы - 500-Гбайт Seagate BarraCuda SSD (ZA500CM10002). Компоненты мы устанавливали в черный корпус Fractal Design Node 304. Для подключения всех накопителей SATA к материнской плате мы воспользовались двумя переходниками OcuLink от Supermicro (CBL-SAST-0933, Rev. B).

Выбор многих компонентов обусловлен их наличием в нашей тестовой лаборатории. При желании можно найти варианты дешевле.

Подписывайтесь на группы Hardwareluxx ВКонтакте и Facebook, а также на наш канал в Telegram (@hardwareluxxrussia).

Технические спецификации:

Цена кажется высокой, но все относительно. Все же не стоит забывать, насколько мощную конфигурацию мы смогли установить в корпус объемом всего 20 л.

Если искать NAS с процессором Xeon, ECC RAM и подключением 10 Гбит/с, то в качестве альтернативы можно отметить Netgear ReadyNAS 628X с массивом на 32 TB и 8 GB памяти DDR4-ECC за €3.247 (292 тыс. рублей). Хотя купить его в России проблематично.

Если же у вас уже есть жесткие диски, то можно взять новую Synology DS1621xs+ за 162 тысячи рублей. NAS тоже обеспечивает процессор Xeon, память ECC и поддержку 10 Гбит/с Ethernet.

Конечно, можно пойти и самым дешевым путем: превратить обычный компьютер в NAS. Но здесь следует отдельное внимание уделить выбору компонентов, а также вопросам совместимости.

Ниже мы пошагово рассмотрим сборку нашего NAS, обсудим проблемы.

Если вы никогда не собирали NAS самостоятельно, а времени на сборку крайне мало, то к выбору компонентов лучше подойти ответственно.

Но обо всем по порядку.

Многие компоненты нашего NAS были взяты из тестовой лаборатории: материнская плата с CPU, память и Intel H10 NVMe SSD. То же самое касалось первоначального выбора корпуса (Jonsbo A4) и СВО (EK Water Blocks EK-AIO 240 D-RGB).

Первым препятствием стал корпус Jonsbo. К сожалению, в него можно установить только один 3,5" жесткий диск и два 2,5", что для NAS маловато. Поэтому мы занялись поиском альтернативы с максимальным числом отсеков в формате ITX. И в результате остановились на Fractal Design Node 304 (тест). В этом корпусе установить СВО с 240-мм радиатором уже не получился. К счастью, у нас под рукой был кулер Noctua NH-U12A (тест), который мы и использовали.
   
Как показали первые "холостые" тесты, материнская плата не может управлять 3-контактными вентиляторами в корпусе Node 304. У ASRock rack E3C246D4I-2T есть возможность управления только при 4-контактном подключении ШИМ. Мы не хотели отказываться от управления вентиляторами, поскольку NAS должен регулировать скорость вентиляторов в зависимости от нагрузки, как в готовых решениях. По этой причине мы выбрали пару качественных вентиляторов Noctua NF-A9 PWM chromax.black.swap и один NF-A14 PWM chromax.black.swap, которые не слышны в режиме бездействия, а под умеренной нагрузкой работают очень тихо.

Поскольку материнская плата предлагает слот M.2, а прокладывать дополнительные кабели в компактном корпусе нелегко, мы остановились на загрузочном SSD Intel H10 NVMe SSD. Но здесь нас поджидал еще один "подводный камень".

Мы планировали установить операционную систему TrueNAS на основе FreeBSD, однако она не поддерживает NVMe SSD. Что стало понятно только в момент установки ОС. Тогда мы вставили M.2 SATA SSD (Intel SSDSCKKF256H6). Установка уже была возможной, но данный слот M.2 отключал порт SATA 1. Поэтому вместо M.2 SATA SSD мы решили остановиться на 2,5" SATA SSD. Установка системы прошла без проблем. Затем мы инсталлировали шесть IronWolf HDD.

Причем пришлось использовать монитор с подключением VGA. Материнская плата предлагает возможность установки дискретной видеокарты с интерфейсами для современных мониторов, но мы решили отказаться от подобного варианта по соображениям энергопотребления всей системы. Поэтому использовался интегрированный на плату GPU с выходом VGA, который есть только на старых мониторах.

Впрочем, после установки ОС видеокарта уже не нужна, все дальнейшие настройки можно выполнять через web-интерфейс.

Мы всегда отмечаем, что операционная система - очень важный компонент NAS. Поскольку от нее зависит использование потенциала аппаратного обеспечения.

Возьмем в качестве примера NAS от Synology или некоторые устройства Apple. Они, как правило, используют менее мощные компоненты, но благодаря оптимизации производительность оказывается достаточной. Программное обеспечение идеально настроено под возможности "железа", что позволяет использовать все доступные ресурсы. Да и производителям приходится вносить оптимизации под небольшое число аппаратных конфигураций.

Мы выбрали TrueNAS (бывший FreeNAS) в Major Version 12.1 по нескольким причинам.

Первое, и самое важное: в базовой версии Core операционная система бесплатная, она разрабатывается с 2009 года и опирается на файловую систему ZFS. Конечно, существуют и другие альтернативы, на которых можно собрать NAS. Если готовые бесплатные системы, те же FreeNAS/TrueNAS/openmediavault, платная система UnRAID, бесплатный дистрибутив Debian с дополнением Webmin или XPenology.

Для аппаратного обеспечения NAS можно брать старые компоненты либо покупать новые. В нашем случае, как мы уже отмечали выше, многие комплектующие уже были в тестовой лаборатории.

Мы установили материнскую плату ASRock Rack E3C246D4I-2T, к которой можно подключать до восьми накопителей SATA, поддерживает она и память ECC. Последняя весьма важна для NAS, поскольку определяет битовые ошибки, предотвращая потерю данных. Впрочем, от ECC можно отказаться, планки памяти тогда обойдутся дешевле от 2.300 ₽ за 8-Гбайт модуль.

Но поскольку NAS используется для резервирования важных данных, мы не рекомендуем экономить на безопасности и защите.

Независимо от сферы применения, при выборе компонентов не мешает учитывать уровень шума и раскладку в корпусе.

Качественные вентиляторы Noctua работают очень тихо, используя встроенный контроллер материнской платы. Кулер CPU Noctua NH-U12A может работать в полупассивном режиме, под интенсивной нагрузкой он все равно обеспечивал температуру Xeon E2136 ниже 65°C. Впрочем, работа жестких дисков IronWolf в корпусе отчетливо слышна. Можно выбрать HDD с меньшей скоростью вращения, которые будут работать тише. Или даже бесшумные SSD.

Intel Xeon E2136 с шестью ядрами на 3,30 ГГц и 32 Гбайт памяти DDR4 ECC обеспечивают достаточный уровень производительности для файлового сервера и виртуальных машин.

Из-за ограниченного времени, которое было отведено на тестирование, мы провели небольшой набор тестов.

Для тестов Hardwareluxx NAS HWLXX-H6-32GB 48 TB с портами 10 GbE мы использовали прямое подключение к внешней сетевой карте QNAP QXG-10G2T-107 в нашей тестовой системе на базе ASUS Prime X570-Pro.

Поскольку стабильные результаты тестов обеспечивал только CrystalDiskMark 6, на нем мы и остановились. Мы не смогли определить, почему CrystalDiskMark 7.0.0 и LAN Speed Test от Totusoft в версии 4.4 иногда "проседали" с очень низкими результатами.

Ниже приведена конфигурация тестовой системы:

Как мы отметили выше, стабильные результаты в режиме чтения и записи мы получили только с CrystalDiskMark 6.0.2 x64.

Как можно видеть на скриншоте, по записи время от времени были "проседания".

Тест CrystalDiskMark 7.0.0 постоянно давал низкие результаты. Иногда "проседала" производительность чтения, иногда - записи.

Но интересны и "прыжки" по задержкам и IOPS.

Мы провели прямые измерения копирования файлов под Windows. По записи и чтению крупных файлов мы получили почти полный уровень подключения 10 GbE, что радует.

Уровень энергопотребления был вполне ожидаем. В режиме сна мы получили около 7 Вт. При этом все сетевые порты были активны.

Под нагрузкой тестовая система потребляла до 138 Вт, что объяснимо, учитывая мощные аппаратные компоненты. Впрочем, с помощью оптимизации UEFI можно попробовать снизить энергопотребление.

У многих читателей возникает вопрос: зачем на Hardwareluxx затеяли подобный проект, если просто собрали систему и провели минимум тестов?

Прежде всего, нам было интересно посмотреть, с какими "подводными камнями" столкнется обычный пользователь при сборке NAS. Причем препятствия могут возникнуть не только с подбором компонентов и сборкой, но и с программным обеспечением.

Если почитать некоторые статьи, посвященные самостоятельной сборке NAS, то задача представляется проще некуда. Достаточно собрать аппаратные компоненты, установить систему с флешки, внести несколько настроек, после чего вы получите сетевое хранилище, которое будет работать ничуть не хуже дорогих готовых NAS, либо вообще обходить их по производительности.

К сожалению, на практике все бывает иначе. У вас должны быть знания, связанные с работой и настройкой программного обеспечения - независимо от выбора бесчисленных версий Linux/FreeBSD или сервера на основе Windows. Необходимо всегда понимать, что именно делаешь. Даже если вам будет предложен красивый интерфейс, это отнюдь не означает, что все будет работать так, как нужно. Здесь хотелось бы упомянуть систему управления правами под TrueNAS. Она не будет работать, пока не введешь консольную команду, несмотря на выставленную опцию web-интерфейса.

Впрочем, если вы получаете удовольствие от сборки и настройки NAS самостоятельно, и у вас есть достаточно времени и терпения, то почему бы и нет. Но следует помнить, что на этом пути будут возникать различные препятствия. Конечно, в итоге можно собрать сетевое хранилище NAS, лучше оптимизированное под задачи и нужды пользователя, чем готовые решения. И зачастую дешевле.

Но при знакомстве с подобными проектами быстро понимаешь, что оптимизированные под NAS операционные системы, такие как DSM от Synology или QTS от QNAP, обеспечивают преимущества по совместимости и стабильности.

Подписывайтесь на группы Hardwareluxx ВКонтакте и Facebook, а также на наш канал в Telegram (@hardwareluxxrussia).

Преимущества самосборного NAS:

• Повторное использование старого "железа"
• Можно гибко адаптировать под нужды пользователя (сценарии использования, бюджет)
• Удовольствие от сборки

Недостатки самосборного NAS:

• Придется запастить временем и терпением