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構建一個廉價的 Linux 家庭 NAS 系統

構建一個廉價的 Linux 家庭 NAS 系統

我和許多其他 MacBook Pro 用戶一樣，面臨記憶體不足的問題。更精確的來說，我日常使用的rMBP配備的SSD容量只有256GB，自然不夠用很長一段時間。

最重要的是，當我開始在飛行期間錄製影片時，情況只會變得更糟。這樣的飛行後拍攝的素材量達到了 50+ GB，而我那可憐的 256GB SSD 很快就被填滿了，迫使我買了一個外部 1TB 硬碟。然而，一年後，它無法再處理我產生的資料量，更不用說缺乏冗餘和備份使其不適合託管重要資訊。

因此，有一次我決定要建造一個大型 NAS，希望這個系統能持續至少幾年而不需要再次升級。

我寫這篇文章主要是為了提醒我到底做了什麼以及我是如何做的，以防我需要再做一次。如果您決定這樣做，我希望它對您也有用。

也許更容易購買？

所以，我們知道我們想要得到什麼，問題仍然是：如何得到？

我首先考慮了商業解決方案，特別是 Synology，它應該提供市場上最好的消費級 NAS 系統。然而，這項服務的成本卻相當高。最便宜的 4 碟位系統售價超過 300 美元，並且不包括硬碟。此外，這樣的套件本身的內部填充並不是特別令人印象深刻，這讓人質疑它的真實性能。

後來我想：為什麼不自己搭建一個NAS伺服器呢？

尋找合適的伺服器

如果您要組裝這樣的伺服器，那麼首先您需要找到合適的硬體。使用過的伺服器應該非常適合此構建，因為我們不需要太多效能來執行儲存任務。在必要的東西中，我們應該注意大量的 RAM、多個 SATA 連接器和良好的網路卡。由於我的服務器將在我的永久住所工作，因此噪音水平也很重要。

我開始在 eBay 上搜尋。雖然我在那裡發現了很多價格低於 410 美元的二手 Dell PowerEdge R210/R100，但由於有在伺服器機房工作的經驗，我知道這些 1U 設備噪音太大，不適合家庭使用。一般來說，塔式伺服器通常噪音較小，但不幸的是，eBay 上的塔式伺服器很少，而且要么價格昂貴，要么效能不足。

下一個要去的地方是 Craiglist，我發現有人以 40 美元的價格出售二手 HP ProLiant N75L！我很熟悉這些伺服器，即使使用它們通常也要花費 300 美元左右，所以我給賣家發了電子郵件，希望廣告仍然有效。得知這種情況後，我毫不猶豫地前往聖馬特奧購買了這台伺服器，乍一看確實讓我很滿意。它的磨損很小，除了一點灰塵之外，其他一切都很好。

構建一個廉價的 Linux 家庭 NAS 系統
購買後立即看到的伺服器照片

以下是我購買的套件的規格：

  • 中央處理器：AMD Turion(tm) II Neo N40L 雙核心處理器（64 位元）
  • 內存：8 GB 非 ECC RAM（由前任所有者安裝）
  • 閃：4 GB USB 隨身碟
  • SATA 連接器：4+1
  • NIC：1 Gbps 板載 NIC

不用說，儘管已經有好幾年了，但該伺服器的規格仍然優於市場上大多數 NAS 選項，尤其是在 RAM 方面。稍後，我甚至升級到 16 GB ECC，增加了緩衝區大小並增強了資料保護。

選擇硬碟

現在我們已經有了一個優秀的工作系統，剩下的就是為其選擇硬碟了。顯然，我花了 75 美元只得到了伺服器本身，沒有硬碟，這並不讓我感到驚訝。

經過一番研究後，我發現 WD Red HDD 最適合運行 NAS 系統 24/7。為了購買它們，我轉向亞馬遜，在那裡我購買了 4 份，每份 3 TB。基本上，您可以連接任何您喜歡的硬碟，但請確保它們具有相同的容量和速度。從長遠來看，這將幫助您避免可能出現的 RAID 效能問題。

系統設定

我認為許多人會使用該系統來建立 NAS FreeNAS的，這並沒有什麼問題。然而，儘管可以在我的伺服器上安裝這個系統，但我更喜歡使用 CentOS，因為 Linux 系統上的 ZFS 最初是為生產環境準備的，一般來說，管理 Linux 伺服器對我來說更熟悉。此外，我對 FreeNAS 提供的花哨介面和功能不感興趣 - RAIDZ 陣列和 AFP 共享對我來說已經足夠了。

在 USB 上安裝 CentOS 非常簡單 - 只需指定 USB 作為啟動來源，啟動後安裝精靈將引導您完成所有階段。

RAID建置

成功安裝 CentOS 後，我還在 Linux 上安裝了 ZFS，如下圖所示 步驟在這裡.

此過程完成後，我載入了 ZFS 核心模組：

$ sudo modprobe zfs

並使用指令建立 RAIDZ1 陣列 zpool:

$ sudo zpool create data raidz1 ata-WDC_WD30EFRX-68AX9N0_WD-WMC1T0609145 ata-WDC_WD30EFRX-68AX9N0_WD-WMC1T0609146 ata-WDC_WD30EFRX-68AX9N0_WD-WMC1T0609147 ata-WDC_WD30EFRX-68AX9N0_WD-WMC1T0609148
$ sudo zpool add data log ata-SanDisk_Ultra_II_240GB_174204A06001-part5
$ sudo zpool add data cache ata-SanDisk_Ultra_II_240GB_174204A06001-part6

請注意，這裡我使用的是硬碟的 ID，而不是它們的顯示名稱（sdx）以減少因字母變更而導致啟動後無法安裝的可能性。

我還添加了在單獨的 SSD 上運行的 ZIL 和 L2ARC 緩存，將該 SSD 分為兩個分區：5GB 用於 ZIL，其餘用於 L2ARC。

至於RAIDZ1，它可以承受1個磁碟故障。許多人認為不應使用此池選項，因為第二個磁碟可能在 RAID 重建過程中發生故障，從而導致資料遺失。我忽略了這個建議，因為我定期在遠端設備上備份重要數據，即使整個陣列發生故障也只會影響數據的可用性，而不會影響其安全性。如果您沒有能力進行備份，那麼最好使用 RAIDZ2 或 RAID10 等解決方案。

您可以透過執行以下命令來驗證池創建是否成功：

$ sudo zpool status

и

$ sudo zfs list
NAME                               USED  AVAIL  REFER  MOUNTPOINT
data                               510G  7.16T   140K  /mnt/data

預設情況下，ZFS 將新建立的池直接掛載到 /，這通常是不希望的。您可以透過執行以下命令來變更此設定：

zfs set mountpoint=/mnt/data data

從這裡您可以選擇建立一個或多個資料集來儲存資料。我創建了兩個，一個用於時間機器備份，一個用於共享文件儲存。我將 Time Machine 資料集的大小限制為 512 GB 的配額，以防止其無限增長。

優化

zfs set compression=on data

此命令啟用 ZFS 壓縮支援。壓縮使用最少的 CPU 功率，但可以顯著提高 I/O 吞吐量，因此始終建議使用。

zfs set relatime=on data

透過此命令，我們可以減少更新次數 atime以減少存取文件時產生的 IOPS。

預設情況下，Linux 上的 ZFS 將 50% 的實體記憶體用於 ARC。就我而言，當檔案總數很小時，可以安全地增加到 90%，因為伺服器上不會運行其他應用程式。

$ cat /etc/modprobe.d/zfs.conf 
options zfs zfs_arc_max=14378074112

然後使用 arc_summary.py 您可以驗證變更是否已生效：

$ python arc_summary.py
...
ARC Size:				100.05%	11.55	GiB
	Target Size: (Adaptive)		100.00%	11.54	GiB
	Min Size (Hard Limit):		0.27%	32.00	MiB
	Max Size (High Water):		369:1	11.54	GiB
...

設定重複任務

我用了 systemd-zpool-scrub 配置 systemd 計時器每週執行一次清理，並且 zfs 自動快照 每 15 分鐘、1 小時和 1 天自動建立快照。

安裝 Netatalk

網聊 是 AFP 的開源實作（蘋果歸檔協議）。下列的 CentO官方安裝說明S，我實際上在短短幾分鐘內就收到了一個組裝並安裝的 RPM 包。

配置設定

$ cat /etc/netatalk/afp.conf
[datong@Titan ~]$ cat /etc/netatalk/afp.conf 
;
; Netatalk 3.x configuration file
;

[Global]
; Global server settings
mimic model = TimeCapsule6,106

; [Homes]
; basedir regex = /home

; [My AFP Volume]
; path = /path/to/volume

; [My Time Machine Volume]
; path = /path/to/backup
; time machine = yes

[Datong's Files]
path = /mnt/data/datong
valid users = datong

[Datong's Time Machine Backups]
path = /mnt/data/datong_time_machine_backups
time machine = yes
valid users = datong

Обратитевнимание，что vol dbnest 對我來說這是一個重大改進，因為預設情況下 Netatalk 將 CNID 資料庫寫入檔案系統的根目錄，這根本不是可取的，因為我的主檔案系統在 USB 上運行，因此速度相對較慢。正在開啟 vol dbnest 結果將資料庫保存在卷根中，在本例中屬於 ZFS 池，生產力已經提高了一個數量級。

在防火牆中啟用連接埠

$ sudo firewall-cmd --permanent --zone=public --add-service=mdns
$ sudo firewall-cmd --permanent --zone=public --add-port=afpovertcp/tcp

sudo 防火牆-cmd --permanent --zone=public --add-port=afpovertcp/tcp
如果一切配置正確，您的機器應該顯示在 Finder 中，並且 Time Machine 也應該可以工作。

附加設定
智慧監控

建議監視磁碟的狀態以防止磁碟故障。

$ sudo yum install smartmontools
$ sudo systemctl start smartd

UPS 守護程式

監控 APC UPS 的電量，並在電量嚴重不足時關閉系統。

$ sudo yum install epel-release
$ sudo yum install apcupsd
$ sudo systemctl enable apcupsd

硬體升級

設定係統一週後，我開始越來越關心伺服器的非ECC記憶體。此外，對於 ZFS，用於緩衝的額外記憶體將非常有用。於是我回到亞馬遜，以每條 2 美元的價格購買了 3 條金士頓 DDR8 80GB ECC 內存，並更換了前任所有者安裝的台式機內存。系統第一次啟動沒有任何問題，並且我確保 ECC 支援已啟動：

$ dmesg | grep ECC
[   10.492367] EDAC amd64: DRAM ECC enabled.

導致

我對結果非常滿意。現在，我可以透過複製檔案來持續保持伺服器的 1Gbps LAN 連線繁忙，並且 Time Machine 可以完美運作。所以，總的來說，我對這個設定很滿意。

總成本：

  1. 1 * HP ProLiant N40L = 75 美元
  2. 2 * 8 GB ECC 記憶體 = 174 美元
  3. 4 * WD Red 3 TB HDD = 440 美元

在總 = $ 689

現在我可以說這個價格是值得的。

你們自己製作 NAS 伺服器嗎？

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來源： www.habr.com