NAS 装机始末:从硬件选购到系统配置的小白教程
都说电子界喜欢折腾的发烧友都必须经过下面几个步骤:装机 -> 小主机 -> 软路由 -> NAS -> 树莓派 。一直对家庭影视中心 & 存储中心 趋之若鹜,对国内各大网盘深痛恶绝,想趁着这个机会 DIY 一台属于自己的主机。先简单说一下整个装机之旅吧~
一、NAS 初识
1.1 何为 NAS
NAS (Network Attached Storage):网络附加存储,是一种专门用于数据存储的计算机设备,通过网络为其他设备提供文件存储服务。
- 国内网盘限速严重,例如百度网盘感人大文件传输效率低下
- 云存储服务或者对象存储价格太贵了,长期使用成本高
- 数据隐私安全无法保障,存放在网盘或者其他服务存在审计风险
1.3 技术选型理由
目前玩 NAS 有两种方式: 成品 NAS or DIY NAS, 本次选择 DIY 方案而非成品NAS,主要还是穷~
主要考虑有下面几点:
- 性价比:想将预算控制在1500元以内(不包含 HDD),用不到成品一半的价格买到同样的性能 >…<,
- 扩展性:DIY NAS 更有成就感,扩展性比较高,例如内存可以开到 32G,主板可扩展 PCIE 有很多玩法,以及支持多网口等,这些都很有吸引力;
- 利用率:手里目前有很多闲置硬件,想利用起来;例如我的闲置笔记本可以拆下来 SSD,多余网卡以及一些风扇线材之类的都可以拿过来用;垃圾佬狂欢
- 系统:目前市面上有很多可选的系统了,例如黑群晖、飞牛等;且都体验了一把,觉得成熟度都很高,基本满足我的需求。因此不需要去额外考虑闭源系统如极空间、绿联了;
- 其他:手里目前有很多闲置硬件,想利用起来;例如我的闲置笔记本可以拆下来 SSD,多余网卡以及一些风扇线材之类的都可以拿过来用
2.1 成品NAS对比分析
下面对比了市面上的产品,简单说一下优缺点对比:
- 群晖:系统成熟稳定,生态丰富,但价格偏高
- 威联通:性价比不错,功能全面,适合进阶用户
- 极空间:国产新秀,界面友好,价格实惠
- 绿联:入门级选择,功能相对简单
例如极空间常见型号:
2.2 DIY NAS方案
- 优点:可以自选配置,例如需要的网口数量,CPU、内存大小、扩展情况、多盘位(4、6、8)等
- 劣势:不能开箱即用,并且如果没有公网IP,则还需要配置内网穿透等服务,入手难度较大。
三、开发流程
3.1 硬件配置
3.1.1 主体配置
器材 | 型号 | 购买理由 | 购买渠道 |
---|---|---|---|
主板 + CPU | N150 工控板 | N150 TDP 6w,搭配 6*SATA + 2*NVME + 4*2.5Gbps网口 + 1*PCIE*1 接口 | 淘宝 |
内存 | 英睿达 DDR5 4800频率 | 美光颗粒,质量有保障,咸鱼上淘的,性价比较高 | 拼多多 |
机箱 | 星凌光 小熊座 ITX 小机箱 | 机箱小巧,分仓合理,性价比高 | 淘宝 |
硬盘 | 512G 西数 SSD + 13T 希捷 SATA | 都是从之前的主机上扣下来 | 其他 |
风扇 | 硬盘位风扇:ID-COOLING 12015-XT 风扇 机箱位风扇:利民 G12B 12025 风扇 |
从之前旧主机拆下来的酷冷至尊以及国民品经典系列。其中硬盘位风扇是最重要的 | 拼多多 |
线材 | 主板前置面板,USB3.0 转 USB2.0 20pin公转9pin母 SATA 面板大 4pin 公转母 电源一分二线 |
主板上只有 USB 2.0 9pin接口,需要转接到机箱前置面板 20pin 上; | 拼多多 |
电源 | 鑫谷 SG-M450B SFX 350W | 够用,估算了整体功耗不超过 150W,按照一倍冗余也绰绰有余 | 闲鱼 |
其他配件 | Intel 3160ac 无线网卡 + M.2 转 PCIE 板 * 1 + 天线 NVME SSD 散热片 |
按需购买 | 闲鱼/拼多多 |
总共花费1300+ ,价格上要比同配置的成品 NAS 性价比高多了。
3.1.2 主板详细配置
工控板:工业控制主板,专为工业环境设计,具有稳定性高、接口丰富、功耗低等特点。
主板市面上 搭载 N150 可选的包括 倍控和 畅网 ,按需选择即可。也可以选择其他 U 的妖板,例如 N100、N97 等。
主板规格:N150 产品手册
N150 处理器特点:
- 4核心4线程,基础频率1.5GHz,睿频可达3.4GHz
- 集成Intel UHD Graphics 730核显
- 支持DDR4/DDR5内存,最大16GB
软件配置
系统选择
除了硬件,另外最重要的是 NAS 系统,一个好的系统才能将硬件性能发挥最大化。这里在 B 友看到了目前几家比较流行的 NAS 系统体验地址,都一一体验了一把。最终还是觉得飞牛更适合我的品味。
各家系统体验地址:
- 极空间体验地址:https://tiyan.zspace.cn/
- 绿联体验地址:https://www.ugnas.com/experience/#/pc-pro-exp
- 威联通体验地址(维护中):https://www.qnap.com.cn/zh-cn/live-demo/
- 飞牛体验地址:https://www.nas50.cn/?id=27
- 群晖体验地址:https://demo.synology.cn/zh-cn
- 黑威联通:https://imnks.com/5236.html
3.2.2 系统安装流程
-
制作启动盘
- 下载飞牛系统 ISO 镜像
- 推荐使用 Ventoy 制作启动 U 盘(避免刻录,单 U 盘可以存放多个 ISO),当然也可以选择将 ISO 刻录到 U 盘上;
-
系统安装
- 选择系统盘(建议SSD)
- 配置网络和时区
- 设置管理员账户
-
系统配置
- 访问系统安装过程中配置的局域网 IP, 进行系统基本配置
存储配置
总共两个存储空间
- 存储空间1,系统盘 512G 切分出来的一部分
- 存储空间2,4*4T HDD + 16G SSD 分别作为实际存储盘,缓存加速盘;
SSD 加速:飞牛 OS 可以配置 SSD 盘作为 HDD 缓存加速盘,模式分别是 只读缓存 / 读写缓存;
网络配置
https://excalidraw.com/#json=Mw1ZW9pVSS8CY51PS19rx,OPyI78E_ugz6BWzANSrANg
FRP 内网穿透
FRP (Fast Reverse Proxy):一个高性能的反向代理应用,支持内网穿透,可用于外网访问内网服务。详细介绍可参考维基百科。
服务端安装(云服务器):
services:
frps:
container_name: ${CONTAINER_NAME}
deploy:
resources:
limits:
cpus: ${CPUS}
memory: ${MEMORY_LIMIT}
image: snowdreamtech/frps:0.63.0
labels:
createdBy: Apps
network_mode: host
restart: always
volumes:
- ./data/frps.toml:/etc/frp/frps.toml
- ./data/ssl:/etc/frp/ssl
服务端配置文件 (frps.toml):
bindAddr = "0.0.0.0"
bindPort = 7000
auth.method = "token"
auth.token = "xxxxx"
webServer.addr = "0.0.0.0"
webServer.port = 7500
webServer.user = "xxxx"
webServer.password = "xxxx"
# tls
#transport.tls.force = true
#transport.tls.certFile = "/etc/frp/ssl/server.crt"
#transport.tls.keyFile = "/etc/frp/ssl/server.key"
#transport.tls.trustedCaFile = "/etc/frp/ssl/ca.crt"
客户端安装(NAS):
serverAddr = "xxxx" # 你的公网IP
serverPort = 7000
#不能删除, 否则连接不上会闪退
loginFailExit=false
auth.method = "token" # 具体可看客户端配置
auth.token = "xxx" # 你的 Auth token
[[proxies]]
name = "test-tcp"
type = "tcp"
localIP = "127.0.0.1"
localPort = 22
remotePort = 6000
常用端口配置:
- 80/443:Web服务
- 22:SSH远程管理
- 3389:RDP远程桌面
- 5000:Docker管理界面
3.3 性能测试与优化
六、成品验收
6.1 系统演示
6.2 性能测试结果
实际使用测试: 3HDD 组 RAID 5 模式,单盘 80MB/s 左右,共有 3 块盘,其中 2 块 写数据,另一块写 校验,因此理论顺序写速度为 160MB/s ,和观察到基本一致。
fio
工具性能测试:
主要测试了无缓、带缓、M10 单独 的测试过程,应该比较全面了,带缓存测试结果如下:
- 1M 顺序读:IOPS=461, BW=461MiB/s
- 1M 顺序写: IOPS=364, BW=364MiB/s
- 4K 随机读:IOPS=96.5k, BW=377MiB/s
- 4K 随机写: IOPS=512, BW=2050KiB/s
因为只开了只读缓存,因此在缓存命中率较高的时候,对读性能(特别是 4K 随机读)提升尤其明显;但是 4K 随机写看起来还是很拉~
详细测试过程: https://larkcommunity.feishu.cn/wiki/PETnwskRaiNzEDkKGrGcwMWLnMe
6.4 网络测试
-
公网访问(内网穿透方式) 瓶颈在 frp server
-
公网访问(校园VPN) 瓶颈在校园网VPN节点
-
内网访问(交换机) 瓶颈在交换机网口速率
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内网访问(校园网 AC) 瓶颈应该在无线网卡
参考资料
本文记录了从硬件选购到系统配置的完整过程,希望能为想要DIY NAS的朋友提供一些参考。如有问题欢迎交流讨论!
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