NAS 装机始末:从硬件选购到系统配置的完整指南
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、项目背景
1.1 痛点分析
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,大文件传输效率低下
- 云存储服务价格昂贵,长期使用成本高
- 数据隐私安全无法保障,存在泄露风险
- 需要24小时稳定运行的存储解决方案
1.2 项目目标
- 搭建家庭私有云存储中心
- 实现多设备文件同步和共享
- 构建家庭媒体服务器
- 学习NAS系统架构和运维知识
1.3 技术选型理由
选择DIY方案而非成品NAS,主要考虑:
- 成本控制:预算控制在1500元以内
- 学习价值:深入了解NAS系统架构
- 扩展性:可根据需求灵活升级硬件
- 定制化:软件和硬件都可以按需配置
二、技术调研
2.1 成品NAS对比分析
品牌 | 系统稳定性 | 功能丰富度 | 价格水平 | 技术支持 | 推荐指数 |
---|---|---|---|---|---|
群晖 | ⭐⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐ |
威联通 | ⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐ |
极空间 | ⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐ |
绿联 | ⭐⭐⭐ | ⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐ | ⭐⭐ |
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
3.2 软件配置
3.2.1 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。
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
最终选择飞牛的原因:
- 界面简洁美观,操作逻辑清晰
- 支持Docker容器,扩展性强
- 内置影视管理功能,刮削能力超强
- 闭源免费,性价比高
- 国产系统,本地化支持好
3.2.2 系统安装流程
-
制作启动盘
- 下载飞牛系统ISO镜像
- 使用 ventoy 制作启动U盘
- 设置UEFI启动模式
-
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
3.2.3 网络配置
3.2.3.1 网络拓扑
https://excalidraw.com/#json=Mw1ZW9pVSS8CY51PS19rx,OPyI78E_ugz6BWzANSrANg
网络配置要点:
- 主路由:192.168.1.1
- NAS静态IP:192.168.177.12
- 端口转发:80(HTTP)、443(HTTPS)、22(SSH)
- 内网访问:http://192.168.137.12
- 外网访问:通过frp服务器域名+映射端口
3.2.3.2 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
3.2.4 云盘挂载
支持多种云存储服务:
-
阿里云OSS
- 配置AccessKey和SecretKey
- 设置存储桶和访问域名
- 支持断点续传和增量同步
-
百度网盘
- 通过第三方工具挂载
- 支持文件同步和备份
挂载配置示例:
# 安装rclone
curl https://rclone.org/install.sh | sudo bash
# 配置云盘
rclone config
# 挂载到本地目录
rclone mount remote:path/to/files /mnt/cloud --vfs-cache-mode writes
3.2.5 Docker 安装
Docker:一个开源的容器化平台,允许开发者将应用程序打包到容器中,实现快速部署和跨平台运行。更多信息可参考Docker官方文档。
常用Docker镜像:
- Portainer:Docker管理界面
- Jellyfin:媒体服务器
- Transmission:BT下载器
- NextCloud:私有云盘
- HomeAssistant:智能家居控制
3.3 性能测试与优化
3.3.1 硬盘性能测试
# 测试读写速度
dd if=/dev/zero of=testfile bs=1G count=1 oflag=direct
dd if=testfile of=/dev/null bs=1G count=1 iflag=direct
# 测试随机读写
fio --name=randread --ioengine=libaio --iodepth=16 --rw=randread --bs=4k --direct=1 --size=1G --numjobs=4
3.3.2 网络性能优化
- 启用Jumbo Frame(MTU 9000)
- 配置网络接口聚合(LACP)
- 优化TCP参数
- 使用SSD缓存加速
3.3.3 系统优化建议
- 定期清理日志文件
- 配置定时任务进行数据备份
- 监控系统资源使用情况
- 定期更新系统和软件包
3.4 故障排除
3.4.1 常见问题及解决方案
后面会持续更新
五、总结
5.1 技术趋势分析
边缘计算:将计算能力从云端下沉到网络边缘,NAS作为家庭边缘节点,未来将承担更多本地计算任务。
- AI集成:NAS系统将集成更多AI功能,如智能文件分类、内容识别等
- 5G网络:高速网络将推动NAS在移动设备上的应用
- 容器化:Docker等容器技术将成为NAS应用部署的标准方式
5.2 未来展望
-
网络升级:目前只是用了到了 1* 2.5Gpbs,看支持链路聚合,理论上局域网最高支持 10Gpbs 速度(当然这也取决于硬盘上限速度)
-
虚拟化扩展:支持虚拟机功能,可以虚拟化一个网口单独作为入口,这样就是实现了软路由功能,实现了 All In One
-
媒体中心优化:探索更多影视管理中心,例如 Emby、Plex等专业影视管理工具
-
智能家居集成:集成HomeAssistant,实现智能家居控制中心
-
备份策略优化:实现多地点、多层次的备份策略,确保数据安全
-
监控告警系统:搭建完整的系统监控和告警机制
六、成品验收
6.1 系统演示
6.2 性能测试结果
观察发现 RAID 5 阵列模式下,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。
6.3 功耗测试
主板 + 2风扇 + 1* Nvme SSD + 4*3.5英寸HDD
- 待机状态:约15W
- 轻度使用:约25W
- 重度使用:约45W
- 满载状态:约60W
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
-
内网访问(校园网 AC) 瓶颈应该在无线网卡
使用体验总结
优点
- 性价比高:相比成品NAS节省40-60%成本
- 扩展性强:可根据需求自由升级硬件
- 学习价值:深入了解NAS系统架构
- 定制化程度高:软件和硬件都可以按需配置
缺点
- 上手难度大:需要一定的技术基础
- 维护成本高:需要自己解决各种问题
- 稳定性相对较低:相比成品NAS可能不够稳定
- 技术支持有限:主要依靠社区和自学
适用人群
- 有一定技术基础的用户
- 追求性价比的发烧友
- 喜欢折腾和学习的用户
- 有特殊定制需求的用户
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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