Черный ящик для дома: собираем NAS своими руками, часть 1 – великолепный NAS4Free13.09.2016 11:37

Публикация рассчитана на людей, далеких от системного администрирования. В этом посте демонстрируются базовые возможности замечательной операционной системы NAS4Free, позволяющей развернуть домашний NAS даже на маломощном железе, при полном отсутствии знаний FreeBSD и командной строки. Первая часть публикации расположена тут.
Итак, у нас имеется коробка со следующими характеристиками:

• Корпус: Thermaltake Core V1;
• Блок питания: Chieftec HPS-350NS;
• Материнская плата: GIGABYTE GA-J1800N-D2H;
• Оперативная память: Transcend SO-DIMM 2Gb DDR-III 1333Mhz x 2;
• HDD: WD Re 2004FBYZ x 2 (прежде, чем делать круглые глаза, читаем первую часть);
• Охлаждение: TITAN DC FAN (80 мм, 2000 об/мин) x 2.

Настало время превратить ее в домашний NAS, надежный настолько, насколько это вообще возможно в данных условиях. И в этом нам поможет Zettabyte File System — пожалуй, лучшее решение для организации отказоустойчивого и, вместе с тем, производительного файлового хранилища. Разработанная Sun Microsistems под Solaris, позже ZFS была портирована на Linux и FreeBSD. Среди многочисленных ее достоинств нас будут интересовать следующие:

1. Создание датасетов, благодаря чему появляется возможность избирательного управления сжатием файлов и дедупликацией, установки дисковых квот, и все это — без участия менеджеров, подобных LVM;
2. Проверка целостности данных с помощью 256-битных контрольных сумм;
3. Автоматизированое создание резервных копий на основе снэпшотов;
4. Возможность объединения дисков в RAID-подобные массивы на программном уровне.

Среди специализированных решений, способных работать с ZFS, явно выделяются два конкурента — FreeNAS и NAS4Free. Такие «зеркальные» названия отнюдь не случайны — обе сборки основаны на FreeBSD, а сама NAS4Free является форком FreeNAS 0.7, зародившимся в те времена, когда оригинальная операционная система перешла под крыло iXsystems и встала на коммерческие рельсы. Именно NAS4Free является моим личным фаворитом. Почему? Давайте разбираться.

1. Производительность. С учетом того, что мы имеем дело с бюджетным NAS, один из наиболее важных пунктов, и здесь NAS4Free оказывается бесспорным лидером. Хотите получить все плюшки и адекватное быстродействие? Достаточно двухъядерного процессора, 4 гигов RAM, и 4-гиговой же флешки, которая будет использоваться в качестве системного накопителя. Однако можно обойтись и 512 мегабайтами оперативы с 2-гигами места под систему. У FreeNAS все куда печальнее: в минимальных требованиях указаны аж 8 Гб RAM и 8-гигов места, однако для комфортной работы создатели ОС рекомендуют придерживаться формулы 16×16 (и четыре ядра в придачу).
2. Функциональность. Бесспорным достоинством NAS4Free является приличный набор служб и сервисов «из коробки» — в большинстве случаев вам не придется ничего дополнительно устанавливать:
   
3. Удобство. В NAS4Free практически всем можно управлять через действительно наглядный веб-интерфейс, к тому же, содержащий массу подсказок и неплохо переведенный на русский язык в сравнении с конкурентом. Вы сможете работать с дисками и службами, управлять файловой системой, делать снэпшоты и монтировать клоны, не запуская консоль в принципе, что придется по вкусу начинающим пользователям и людям, вовсе не знакомым с администрированием *nix«ов.

Думаю, перечисленных аргументов вполне достаточно, чтобы сделать однозначный выбор. Теперь же разберемся с установкой и начальной настройкой системы.

Установка NAS4Free

Поскольку дисков в сисетеме всего два, в качестве загрузочного накопителя будем использовать флешку. Какую именно — абсолютно не имеет значения, любой древности от 2 Гб будет вполне достаточно. Если есть сомнения в исправности девайса, можно воспользоваться тем же Rufus, прогнав несколько тестов. Далее все просто — скачиваем LiveCD и приступаем к установке. Сперва вы увидите следующий экран:

Cпустя некоторое время на дисплее появится текстовое меню:

Нас интересует 9-й пункт — его и выбираем. Запускается процесс установки:

Экспертный режим не трогаем, а вот выбор между GPT и MBR зависит от возраста материнской платы вашей машины. Если вы приверженец «классики» в лице BIOS, выбирайте второй пункт. Стоит UEFI — выбираете первый. После подтверждения NAS4Free любезно сообщит, какие операции собирается проделать — соглашаемся на все:

Далее, выбираем привод с установочным диском (в нашем примере он единственный):

Затем следует указать флешку, на которую будет произведена установка. Ее легко отличить от системного накопителя по размеру и названию:

На следующем этапе задаем размер файла подкачки. Правило простое: если используете накопитель в 2 ГБ — ставьте 512 Мб, 4 Гб — ставьте 1024 Мб, если 8 — 2.

Начнется процесс установки, по завершении которого вы увидите следующий экран:

Можете отключать флешку и перезагружаться — установка прошла успешно.

Теперь поработаем с самим NAS. Поскольку в качестве материнской платы мы выбрали бюджетный вариант для тонкого клиента, начать придется с настройки параметров загрузки, подключив к аппарату не только флешку, но и монитор с клавиатурой. В качестве видеовыходов присутствует D-Sub и HDMI, так что проблем возникнуть не должно. После включения машины зажимаем «Delete», и задаем в меню «Boot» главным загрузочным девайсом нашу флешку (по умолчанию будет грузиться UEFI Shell, а он нам не нужен). Сохраняем изменения, перезагружаем NAS, и если все сделано правильно, видим уже знакомое меню:

Подключать NAS в рабочее окружение можно любыми способами: через роутер, свитч, нуль-хаб — все зависит от ваших личных потребностей. Поскольку вы наверняка захотите вывести машину в домашнюю сеть, лучший вариант — роутер, поэтому давайте настроим статический IP-адрес в пункте 2. Последовательно отвечайте на задаваемые системой вопросы:

• Do you want to use DHCP for this interface? — No (мы хотим задать статический IP)
• Enter new LAN IPv4 address — 192.168.1.250 (установлен по умолчанию, если в вашей сети он уже используется — введите любой свободный)
• Enter new LAN subnet mask — 24 (маска подсети 255.255.255.0)
• Enter IPv4 default gateway — 192.168.1.1 (указываем адрес роутера)
• Enter DNS IPv4 address — 192.168.1.1 (также указываем адрес роутера)
• Do you want to configure IPv6 for this interface? — No (в домашней сети IPv6 нам попросту не нужен)

Об удачном завершении настройки будет свидетельствовать этот экран:

На этом подготовка NAS завершена — теперь можно подключать хранилище к сети и приступать к настройке.

Настраиваем диски

Все операции осуществляются через удобный WebGUI — просто наберите в барузере установленный ранее IP (в нашем случае — 192.168.1.250) и сразу попадете на форму авторизации:

Логин по умолчанию — admin, пароль (кто бы мог подумать) — nas4free. Залогиниваемся и видим системный монитор:

Давайте-ка сразу перейдем на великий и могучий: отправляемся в «System» –> «General», и меняем язык на русский:

Здесь же можно задать новые имя пользователя и пароль к вебинтерфейсу.

Теперь приступим к настройке дисков. Идем в раздел «Диски» –> «Управление», и… ничего не обнаруживаем:

Только без паники — в NAS4Free все нужно делать руками. Самый простой вариант — нажать на «Очистить конфигурацию и импортировать диски», но я рекомендую нажать на синий плюсик справа и добавлять накопители по одному. Меню выглядит следующим образом:

Пройдемся по опциям:

1. Описание можно не заполнять вообще, я вбил сокращенное название диска;
2. Режим передачи оставляем Auto;
3. Период перевода накопителей в режим ожидания указываете в зависимости от ваших личных потребностей. Однако следует учесть: частая перестартовка не идет на пользу даже надежным WD Re, поэтому выставлять 5–10 минут не имеет смысла — это лишь ускорит износ HDD;
4. Управление питанием — я выставил Level 127 — компромисс между производительностью и энергопотреблением;
5. Уровень шума — не считаю нужным использовать, благо WD и так работают очень тихо;
6. Если хотите включить мониторинг S.M. A.R.T. — ставьте галочку;
7. Поскольку диски новые, оставляем Unformated (неотформатированы) в последней строке.

Теперь нажимаем кнопку «Добавить» и повторяем процедуру для оставшихся дисков. Флешку добавлять не нужно во избежание всяких недоразумений (форматнете ее сгоряча, и все придется начинать с нуля).

После всех манипуляций видим в меню настройки дисков следующее:

Читаем предупреждение на скриншоте. Да, такова особенность NAS4Free: сперва вносим настройки, потом подтверждаем выбор, нажав «Применить изменения» — придется привыкать. После этого наблюдаем результат своих действий:

Если хотите получать данные S.M. A.R.T., отслеживая состояние дисков, пройдите на одноименную вкладку.

Проставьте галочку в чекбокс «Включить», выберите режим электропитания Standby (чтобы не беспокоить винчестеры в режиме ожидания) и сохраните изменения. Также имеется возможность настройки оповещений. Теперь просмотреть подробные данные по каждому накопителю можно в разделе «Диагностика» → «Информация» → «S.M. A.R.T.»

Итак, оба диска Online, все системы работают нормально. Но это только начало пути. Давайте перейдем на вкладку «Форматирование HDD». Как мы и договаривались в начале статьи, будем использовать ZFS. Выбираем оба накопителя и нажимаем «Далее»:

На следующем шаге задаем метку тома — я выбрал WDREZFS%1. Конструкция »%1» означает, что диски, которые мы форматируем, получат порядковые номера, начиная с единицы. То есть, первый будет назван WDREZFS1, второй — WDREZFS2, и т.д. Если не указать отправную точку, поставив знак »%» без цифры, то система сама пронумерует HDD. Также можно давать названия по серийным номерам. Например,»[4» означает, что в качестве метки будут использованы последние четыре цифры серийного номера.

Далее, крайне рекомендую поставить галочку напротив «Создание ZFS на раздел GPT», если вы собираете сложный многодисковый пул, планируя добавлять новые накопители в будущем.

Форматируем диски, дожидаемся окончания операции и нажимаем на кнопку «Ок».

Теперь нам необходимо собрать виртуальное устройство. Идем в «Диски» –> «ZFS» –> «Пулы» –> «Виртуальное устройство», нажимаем на синий плюс и видим следующую картину:

Здесь мы можем собрать диски в массив. Мне нужен аналог RAID-1, поэтому я выбрал «Зеркало» (для справки, «Страйп» — по сути, тот же RAID-0). Подтвердив выбор, не забудьте применить изменения:

Теперь отправляемся на вкладку «Пулы» и добавляем новый, используя только что созданное виртуальное устройство:

Все, что требуется — придумать имя, более ничего настраивать не нужно.

В принципе, уже можно начинать закачивать файлы, но лучше всего воспользоваться главным преимуществом ZFS — возможностью создавать датасеты. По сути, они представляют собой дочерние файловые системы, благодаря чему у нас появляется возможность выбирать для каждого датасета способ сжатия, задавать права доступа и дисковые квоты (что исключит ситуацию, когда ваша видеоколлекция благополучно съест все свободное место под документы), а главное — создавать снэпшоты, позволяющие практически мгновенно восстанавливать утраченную информацию. Поэтому давайте перейдем в «Dataset«ы» и создадим несколько:

На скриншоте выше выбран единственный пул — WDREP и метод сжатия lzjb (компромисс между эффективностью и производительностью). Дедупликацию данных оставляем выключенной, так как для ее адекватного функционирования требуется минимум 16 гигабайт RAM. Остальные настройки оставляем по умолчанию. Единственное, в целях демонстрации я поставлю галочку напротив «Видимость Snapshot«ов» — теперь снимки будут видны с других устройств. В поле «Резервируемое пространство» можно указать минимальный гарантированный объем датасета, а «Квота» позволяет задать верхнюю планку. Ниже можно выбрать пользователей и настроить права доступа:

Аналогичным образом можно добавлять сколько угодно еще датасетов:

Время загружать файлы

NAS полностью готов к эксплуатации, осталось научить его общаться с внешним миром. Для этого операционная система предлагает весьма внушительный набор инструментов на любой вкус, расположенных в меню «Службы». Что нужно именно вам — решайте сами, сейчас я ограничусь базовой настройкой FTP:

Не забудьте поставить галочку в чекбокс «Включить» (по умолчанию все службы отключены). Количество клиентов задается по числу устройств, которые будут одновременно контактировать с хранилищем (для меня актуально 3). Количество соединений я рекомендую оставить 2. Тогда закачка/скачивание файлов будет осуществляться в один поток, что позволит избежать фрагментирования и добиться максимальной скорости. Сохраним настройки и попробуем подключиться к NAS:

Как видим, пул и датасеты представлены в виде директорий, отображаются и каталоги .zfs, в которых будут сохраняться снэпшоты. И, как мне кажется, настало время поговорить о них подробнее.

Снэпшоты — мгновенные снимки всего пула, или выбранного датасета. Если не вдаваться в подробности, снэпшот — самый быстрый и «дешевый» в плане занимаемого места способ создания резервной копии. На данный момент функционал управления снимками, реализованный в WebGUI, несколько ограничен, однако способен в полной мере удовлетворить потребности рядового пользователя. Хотите больше — придется использовать консоль.

NAS4Free поддерживает ручное и автоматическое создание снэпшотов. Чтобы сделать снимок вручную, перейдите на вкладку «ZFS» –> «Snapshot«ы» –> «Snapshot», нажмите плюсик, укажите путь (для примера ниже я создал датасет Music) и придумайте имя для будущего снимка:

Галочка в графе «Рекурсивно» означает, что будут созданы снимки всех дочерних датасетов, находящихся в Music, если таковые будут обнаружены. Результат будет следующим:

Да, это не ошибка — снэпшот не занимает свободное пространство до тех пор, пока данные в датасете не будут изменены. Например, он будет расти по мере удаления mp3-файлов из Music. Процесс создания снимков можно автоматизировать на вкладке «Автоматический Snapshot».

Здесь, помимо рассмотренных выше настроек, можно выбрать время создания снимка и период его хранения. Задать иной тип, кроме daily здесь нельзя (это возможно только через консоль).

Хорошо, допустим, вы нечаянно удалили важные файлы. Каким же образом их можно восстановить? Это делается с помощью создания клонов. Давайте вернемся на вкладку «Snapshot» и нажмем на иконку в форме гаечного ключа напротив снэпшота. Появится следующее окно:

Здесь вам необходимо выбрать путь, по которому будет располагаться клон. Само собой, он должен быть уникальным, и не повторять названия датасетов. Нажмем на «Выполнение» и проверим результат по FTP:

Как видите, клон MusicSnap полностью повторяет содержимое оригинального датасета. Теперь можно извлечь из клона утраченные файлы и скопировать обратно в Music. После клон можно удалить в одноименной вкладке:

Финальный штрих

Итак, ZFS Mirror на базе практически неубиваемых Western Digital Re позволяет создать домашний NAS вполне приемлемой надежности даже несмотря на отсутствие поддержки ECC системной платой. Однако в описанной системе есть и одно слабое место — флэшка. Флэш-память надежной никак нельзя назвать, если только вы не используете промышленные чипы, однако в NAS4Free предусмотрен очень удобный механизм поднятия сервера с нуля. В разделе «Система» — «Сохранение/Восстановление» вы можете получить XML-файл с настройками всего лишь одним щелчком мыши:

Опционально доступно шифрование по паролю. Если флэшка выйдет из строя, все, что потребуется от вас — установить систему начисто и восстановить конфигурацию из файла. Все ранее созданные пулы и датасеты, как и сохраненная информация, будут вновь доступны.

Собственно, на этом все — домашний NAS готов к работе. На данный момент описанная выше сборка стоит у меня около месяца, переварив за это время где-то 500 гигабайт. Конечно, это далеко не работа на износ, тем не менее хранилище функционирует безупречно, каких-либо проблем за это время не наблюдалось. А теперь устрою небольшой интерактив: пишите в комментариях, какие функции NAS4Free вы хотели бы увидеть, или какие нестандартные решения хотели бы реализовать на ее основе. Так, например, Dispi интересовался возможностью поднятия полноценного LAMP — заявка принята, хотя не обещаю публикацию в ближайшее время.

© Geektimes