Freenas описание: Установка ОС FreeNas и настройка сетевого хранилища

Первым делом надо определиться с железной составляющей будущего NAS’а. Мы будем рассматривать установку и настройку 7-й ветки FreeNAS. Уже сейчас есть релизы 8-й ветки этого дистрибутива, но как минимум до версии 8.1 они не так интересны. FreeNAS базируется на FreeBSD, а значит и список поддерживаемого оборудования для них совпадает. Тем не менее некоторые минимальные требования всё же есть. Самый-самый маленький объём требуемой оперативной памяти составляет 96 Мбайт. На деле, как обычно, чем больше памяти, тем лучше. Некоторые сервисы накладывают дополнительные ограничения — например, для нормальной работы iSCSI нужно хотя бы 512 Мбайт RAM. В общем случае для домашнего NAS одного-двух гигабайт памяти будет более чем достаточно, но можно обойтись и меньшем объёмом.

Жёсткие диски лучше выбирать ёмкие, с большим буфером и частотой вращения 5400-5900 RPM — они будут тихими и холодными в работе. Время для покупки HDD, конечно, не самое удачное, если вспомнить недавнее наводнение в Таиланде. Объём накопителей зависит исключительно от ваших нужд. Можно и собрать все старые винчестеры и объединить их в дисковый массив. Обратите внимание, что для SATA-дисков лучше всего выставить в BIOS режим совместимости с IDE. Можно купить один ёмкий диск, установить на него FreeNAS и там же хранить данные (такой вариант мы и будем рассматривать), а можно установить систему на флешку или CF-карту (с переходником CF-IDE) объёмом от 2 Гбайт. Второй вариант предпочтительнее, если вы собираете массив из накопителей.

Большая вычислительная мощность для NAS не нужна. Можно обойтись стареньким Pentium 4 или аналогичным Athlon’ом. Для сборки новой машины лучше приобрести плату с процессором Intel Atom на борту и пассивным охлаждением — опять же получится тихая, негреющаяся и экономичная платформа. Естественно, лучше, если сетевой интерфейс будет гигабитным. Так как видеокарта нам нужна только на самом первом этапе установки, а в дальнейшем использоваться не будет, то видеопамять, «откусываемую» от системной, надо будет снизить до минимума. Под такую начинку надо будет подобрать какой-нибудь компактный корпус формата mini-ITX, коих на рынке не так уж мало. На время установки нам также понадобится CD-привод.

⇡#Установка

Как только система будет собрана, можно приступать к установке FreeNAS. Скачиваем свежий ISO-образ системы отсюда, пишем его на болванку, ставим в BIOS загрузку с оптического привода и перегружаемся. Загрузчик предложит несколько вариантов запуска системы. Если в режиме по умолчанию FreeNAS не загрузился, то надо будет попробовать загрузку с отключенным ACPI. Если всё хорошо, то перед нами предстанет основное меню, где надо выбрать 9-й пункт для установки системы.

Выбираем полный (full) вариант установки и указываем диск, на который будем инсталлировать ОС. Для раздела с ОС надо как минимум 380 Мбайт, но можно выделить и чуть больше, например полгигабайта. Если вы ставите FreeNAS на флеш-накопитель, то придётся отказаться от создания раздела подкачки (swap), так как это может привести к быстрому износу флеш. Собственно установка займёт пару минут от силы, после чего можно перезагрузиться, отключив попутно оптический привод. Обратите внимание, что все данные на диске будут стёрты!

Перво-наперво после установки надо поменять настройки сетевого интерфейса, выбрав в меню пункт за номером два, если ваша локальная сеть имеет адресацию отличную от 192.168.1.0/24. Логичнее всего задать статический IP-адрес для файл-сервера из вашей подсети, не забыв указать адрес основного шлюза и DNS-сервера. Как только эти настройки будут применены, можно отключать от NAS монитор и клавиатуру.

⇡#Базовая настройка

Дальнейшая настройка и управление будет производиться исключительно через веб-интерфейс по адресу http://ip-адрес-NAS/, который мы задали на предыдущем этапе. Логин по умолчанию admin, а пароль — freenas. После входа идём в раздел System → General Setup, где меняем язык интерфейса, выставляем часовой пояс и включаем по желанию синхронизацию с NTP-сервером. Нажимаем Save и обновляем страницу в браузере. Затем меняем на всякий случай пароль для входа в веб-интерфейс и после сохранения заново логинимся. Кстати, не забывайте после смены любых настроек нажимать кнопки «Сохранить», «Применить изменения» и так далее.

Если вы разрешили создание swap-раздела, то его надо подключить. Для этого идём в секцию «Диагностика» → «Информация» → «Разделы» и внимательно изучаем информацию о разбивке диске. В нашем примере диск разбит на три раздела разного объёма — для ОС, данных и подкачки. Сориентироваться, какой, где можно по объёму. Нам нужно сориентироваться и узнать путь до раздела подкачки. Имя диска в нашем примере /dev/ad0 (оно видно сверху), по размеру (256 Мбайт) подходит третий раздел. Таким образом, путь к нему будет /dev/ad0s3. Вообще же, те, кто повнимательней, должны были заметить, что во время установки нам был показан этот путь сразу после форматирования диска. Теперь переходим в «Система» → «Дополнительно» → «Файл подкачки», выбираем в типе устройство и указываем путь. Жмём «Сохранить».

Пришла пора разобраться с логикой работы с накопителями. Для начала нам надо добавить диски в систему. Идём в «Диски» → «Управление» и кликаем на список. Выбираем в списке наш диск. Если у вас их в системе несколько, то постарайтесь ничего не напутать и выбрать нужный. Включите поддержку SMART и выберите ФС. В нашем примере был только один диск, на который мы и ставили ОС. В таком случае надо выбрать UFS with Soft Updates. Если вы добавляете другой, уже отформатированный диск с данными, то надо указать соответствующий тип файловой системы. Нажимаем «Добавить».

Если у вас есть в системе ещё не отформатированные диски, то перейдите в раздел «Диски» → «Форматирование», выберите нужный диск (опять же, не перепутайте ничего) и отформатируйте его. Крайне рекомендуется использовать UFS, но это необязательно. Теперь все накопители можно монтировать. Идём в «Диски» → «Точка монтирования», жмём на плюсик, выбираем в качестве типа диск, потом собственно накопитель, указываем номер раздела (см. выше, в нашем случае был 2) и тип ФС, а также вбиваем имя точки монтирования, которое для каждого диска должно быть уникально. Нажимаем «Добавить» и «Применить изменения». Всё, на этом базовая установка FreeNAS завершена.

⇡#Настройка доступа

Чтобы открыть доступ по сети к нашему NAS, нужно включить хотя бы службу CIFS/SMB (NetBIOS). В настройках надо будет поменять по желанию имя рабочей группы, имя NAS в сети, выставить кодировки, включить сервер времени и разрешить AIO. Остальные параметры можно оставить по умолчанию и нажать «Сохранить и перезапустить». Затем необходимо добавить хотя бы один сетевой ресурс, указав имя и комментарий, а также путь до него. Изначально все наши точки монтирования находятся в каталоге /mnt, поэтому путь до корня накопителя будет выглядеть как /mnt/точка_монтирования/ (в нашем примере это будет /mnt/data/). Лучше, конечно, создать в корне диска несколько папок и уже их добавлять в сетевые ресурсы, но это дело вкуса. Если у вас несколько дисков, то не забудьте «расшарить» их аналогичным образом. После этого в сетевом окружении Windows уже должен быть виден наш файл-сервер с полным доступом.

Для управления файлами и папками прямо из веб-интерфейса используйте файловый менеджер из раздела «Дополнительно». Логин и пароль для него такой же, как и у пользователей в FreeNAS.

SMB-ресурсы мы будем использовать в локальной сети, а вот для доступа извне лучше включить FTP-сервер. Естественно, на роутере надо будет пробросить 21-й TCP-порт, а также включить DDNS-службу (таковая имеется и в составе FreeNAS, если что). В параметрах службы FTP надо разрешить вход только авторизованных пользователей и не забыть сохранить настройки.

Управление пользователями находится в разделе «Доступ» → «Пользователи». Для доступа пользователя к FTP-серверу надо указать в качестве основной группы ftp. А домашний каталог разместить на диске с данными, предварительно создав его. Если отметить галочкой пункт «Предоставить доступ к порталу пользователя», то при авторизации в веб-интерфейсе FreeNAS можно будет использовать не только аккаунт администратора, но и реквизиты данного пользователя. Правда, поуправлять NAS ему не удастся — только сменить свой пароль да запустить файловый менеджер, который будет работать только в пределах домашней директории пользователя.

⇡#Дополнительные возможности

Рассматривать абсолютно все возможности FreeNAS нет смысла. Мы коснёмся только части из них. Например, включим встроенный Bittorrent-клиент Transmission. В его настройках надо будет указать папку, куда будут складываться закачиваемые файлы. Можно ещё выбрать каталог для отслеживания torrent-файлов — как только в него будет закинут torrent, Transmission автоматически добавит закачку. Ссылка на веб-интерфейс Bittorrent-клиента выводится в самом низу — по умолчанию это http://ip-адрес-NAS:9091/.

Следующий этап — настройка UPnP-медиасервера. Тут тоже всё просто — достаточно указать папки с медиафайлами и выбрать каталог, где будет храниться БД этого сервиса. Также не забудьте указать подходящий профиль для совместимости с сетевыми медиаплеерами, ТВ-приставками или игровыми консолями. Дополнительные настройки доступны по ссылке внизу страницы с параметрами. Той же Windows 7 NAS легко определяется как сетевое медиаустройство и позволяет напрямую слушать с него музыку, просматривать видео и картинки.

Наконец, для некоторых будет полезен DAAP-сервер. Настройка такая же, как в случае UPnP: выбираем каталог для БД и папки с музыкой. В расширенных настройках (ссылка внизу) можно, к примеру, составить плей-листы. Слушать музыку по сети можно в любом из DAAP-клиентов, а в том же iTunes сервер отображается как домашняя коллекция с общим доступом. Правда, в версии 10.5 доступ не работает, поэтому временным решением может стать переход на младшую версию iTunes.

Напоследок рассмотрим создание простого JBOD-массива и подключение его с помощью iSCSI к Windows 7. Добавим для примера в нашу систему два физических диска разной ёмкости — на 40 и 60 Гбайт. Затем надо подключить диски так, как описано в начале статьи, указав в качестве файловой системы Unformatted, а после каждый из них отформатировать в Software RAID. Потом в разделе «Диски» → «Программный RAID» → «JBOD» добавляем новый том, для которого выбираем имя и указываем два диска, которые мы только что инициализировали. Отмечаем галочку «Создать и инициализировать RAID» и применяем настройки. Если бы мы планировали в дальнейшем использовать этот JBOD-массив как обычный сетевой диск, то нам пришлось бы отформатировать его в UFS и создать для него точку монтирования.

Но раз уж мы используем iSCSI, то ничего подобного делать не надо. Переходим к службе iSCSI и добавляем новый экстент с JBOD-массивом в качестве устройства. Затем добавляем с настройками по умолчанию группы порталов и инициаторов. Наконец, добавляем цель, включаем и запускаем службу.

В Панели управления Windows 7 в разделе утилит для администрирования надо запустить конфигуратор iSCSI. (Для ленивых — Win+R, iscsicpl.exe, Enter) Для начала нам предложат включить соответствующую службу. В качестве цели указываем IP-адрес файл-сервера и подключаемся к нему. Затем последует запрос, к какому из объектов следует подключиться, но раз уж он один, то этот вопрос отпадает сам. После подключения перейдём к настройке обнаруженных томов, а точнее автонастройке выбранного тома (он тоже у нас единственный).

Собственно, всё. Если открыть стандартный менеджер управления дисками, то нам тут же предложат инициализировать, а заодно и отформатировать новый «жёсткий» диск. После завершения этой процедуры им можно пользоваться точно так же, как и локальными дисками. Очевидно, что для комфортной работы с iSCSI важна высокая пропускная способность сети. На практике iSCSI-диск можно использовать, например, для бекапов — создать в качестве хранилища зеркальный RAID-массив и подключить его к ПК. А Mac-пользователи могут создать таким образом аналог TimeCapsule — подключить накопитель по iSCSI с помощью globalSAN и заставить TimeMachine хранить данные на нём.

⇡#Заключение

В статье рассказано далеко не обо всех возможностях FreeNAS. Большинство из них имеет интуитивно понятные настройки, но в случае чего можно быстро проконсультироваться с официальной вики или её русскоязычным вариантом. Впрочем, уже из описания процесса установки и настройки понятно, что всё очень просто — ни разу не пришлось лезть в чёрную и страшную консоль, да вводить там какие-то непонятные команды. Единственный совет — будьте внимательны, особенно когда работаете с дисками. На этом всё. Удачи! И пусть ваш файловый сервер не превратится в типичную файлопомойку с грудами бесполезного цифрового хлама.

404: Страница не найдена

Страница, которую вы пытались открыть по этому адресу, похоже, не существует. Обычно это результат плохой или устаревшей ссылки. Мы извиняемся за любые неудобства.

Что я могу сделать сейчас?

Если вы впервые посещаете TechTarget, добро пожаловать! Извините за обстоятельства, при которых мы встречаемся. Вот куда вы можете пойти отсюда:

• Узнайте последние новости.
• Наша домашняя страница содержит последнюю информацию о технологиях хранения данных.
• Наша страница «О нас» содержит дополнительную информацию о сайте, на котором вы находитесь, Хранилище.
• Если вам нужно, свяжитесь с нами, мы будем рады услышать от вас.

Просмотр по категории

Аварийное восстановление

• Рекомендации по сетевой документации для команд аварийного восстановления

  В случае аварии ИТ-команды часто думают о серверах и хранилищах, но забывают о сетях. Узнайте, что вам следует …

• Как обеспечить непрерывность сети в стратегии аварийного восстановления

  Катастрофа приходит не только в виде пожара, наводнения и программ-вымогателей. Потеря непрерывности сети является реальной проблемой и должна быть …

• Предотвращайте различные типы сетевых атак с помощью планирования аварийного восстановления

  Команды аварийного восстановления и ИТ-безопасности должны защищать сеть по нескольким направлениям, чтобы защитить данные от потенциальных злоумышленников. А …

Резервное копирование данных

• Технологические решения и технический долг в защите данных

  В этом видео два эксперта-аналитика обсуждают цифровую трансформацию, расходы на ИТ и технический долг, а также то, как эти темы . ..

• Используйте резервное шифрование для защиты данных от потенциальных воров

  Шифрование — это мощный инструмент для защиты конфиденциальных данных от чужих рук. Чтобы обеспечить возможность восстановления после сбоя, данные …

• 21 сервис облачного резервного копирования для бизнеса в 2023 году

  Прежде чем выбрать услугу поставщика облачного резервного копирования, определите конкретные потребности вашей организации, в том числе какие функции …

Дата-центр

• Стоечный мейнфрейм IBM Z16 предназначен для периферийных вычислений

  Новый мейнфрейм IBM Z16 для монтажа в стойку дает периферийным подразделениям возможность обрабатывать рабочие нагрузки локально, снимая нагрузку с систем …

• 4 модуля PowerShell, которые должен знать каждый ИТ-специалист

  Узнайте, как использовать четыре самых популярных модуля сообщества PowerShell в галерее PowerShell, чтобы лучше управлять своим . ..

• Система Nvidia DGX Quantum объединяет процессоры, графические процессоры с CUDA

  Nvidia и Quantum Machines предлагают новую архитектуру, сочетающую ЦП и ГП с квантовыми технологиями.

Знакомство с FreeNAS » Журнал ADMIN

В 2005 году, после чрезмерных усилий по настройке собственного домашнего сетевого хранилища файлов, Оливье Кошар-Лаббе решил создать решение для оптимизации этого процесса. За этим последовало много кодирования и настройки, и он породил FreeNAS — Free, как в свободном доступе (с открытым исходным кодом) и на основе FreeBSD, так и NAS, как в Network Attached Storage.

Вскоре вокруг проекта сформировалось активное сообщество, и FreeNAS начал приобретать форму реального продукта. Он стал включать в себя ряд услуг, от обмена файлами до потоковой передачи мультимедиа.

К 2010 году, однако, Cochard-Labbé больше не мог выделять достаточно времени и ресурсов для поддержания проекта FreeNAS, поэтому он передал управление им iXsystems, компании, хорошо известной своей поддержкой программного обеспечения с открытым исходным кодом в целом. и FreeBSD в частности. Затем последовал период значительных усилий по разработке, которые включали обновление и модернизацию программного обеспечения и улучшение инфраструктуры проекта для удовлетворения потребностей растущего сообщества разработчиков FreeNAS.

Пользовательский интерфейс был полностью переработан, и были добавлены такие функции, как шифрование диска для пулов ZFS и система подключаемых модулей сторонних производителей для поддержки установки неосновных служб. Сегодня FreeNAS находится в стадии очень активной разработки, с сотнями тысяч загрузок для каждого выпуска — всего более 5,5 миллионов с момента его создания.

Хотя FreeNAS был разработан для домашних и небольших офисных сред, у него есть аналог бизнес-класса: TrueNAS. Основанный на FreeNAS, TrueNAS представляет собой унифицированное устройство хранения корпоративного уровня, также созданное iXsystems и разработанное с учетом критически важной ИТ-среды. TrueNAS добавляет корпоративные функции, такие как переключение оборудования при отказе, настройка производительности, создание отчетов, круглосуточная поддержка и другие высоконадежные усовершенствования, которые стали возможными благодаря полному контролю как над программным обеспечением, так и над оборудованием. Тем не менее, удивительное количество системных администраторов-индивидуалистов используют FreeNAS в бизнес-среде и корпоративной среде, потому что он может быть весьма эффективным при использовании с необходимыми навыками и осторожностью.

В этой статье мы представляем FreeNAS и предоставляем обзор тех функций, которые наиболее важны для корпоративных пользователей. Мы также обсудим ZFS, которая является основной файловой системой, используемой в FreeNAS, и важным источником ее мощности. Мы укажем на аппаратные или конфигурационные соображения, необходимые для получения максимальной отдачи от FreeNAS, и, наконец, опишем, как настроить и поддерживать установку FreeNAS.

Простое хранение

Ключевой особенностью FreeNAS является ZFS (или файловая система «Zettabyte»). Первоначально разработанная Sun Microsystems, ZFS была разработана для хранения большой емкости и для решения многих проблем хранения, таких как скрытое повреждение данных, управление томами и «дыра записи» RAID 5. FreeNAS 9.1.1, самый последний выпуск на момент написания, использует все самые передовые функции, которые может предложить ZFS.

Технология копирования при записи ZFS делает возможным использование многих из ее самых впечатляющих функций. Поскольку указатели блоков не обновляются до тех пор, пока данные не будут записаны на диск, типичная проблема дыр записи RAID не относится к ZFS. ZFS также поддерживает функцию моментального снимка, которая работает, предотвращая удаление блоков, которые являются частью файлов, присутствующих во время создания моментального снимка. Пока эти блоки не изменяются впоследствии, сохранение моментального снимка практически не занимает места. Дедупликация ZFS работает аналогичным образом, сохраняя таблицы того, какие блоки используются в каких файлах.

ZFS поддерживает различные программные уровни RAID, включая чередующиеся, зеркальные и вплоть до RAID-Z с тройной четностью. Диспетчер томов FreeNAS ZFS (рис. 1) направляет пользователя к конфигурации, оптимизированной для количества доступных дисков.

Рисунок 1: Диспетчер томов FreeNAS ZFS.

Графический интерфейс FreeNAS также поддерживает настройку произвольно вложенных наборов данных ZFS в файловых системах. Наборы данных ZFS подобны подкаталогам с настраиваемыми свойствами, независимыми от их родительской файловой системы, такими как возможность настройки сжатия или дедупликации для каждого набора данных. Наборы данных ZFS также можно настроить с помощью квот и зарезервированного пространства, что делает их полезными для сценариев тонкого выделения ресурсов. Моментальные снимки наборов данных могут планироваться отдельно от родительской файловой системы или рекурсивно включаться в моментальный снимок родительского тома.

Начиная с версии 8.3.1 FreeNAS также поддерживает создание томов ZFS на зашифрованных дисках. Эта структура шифрования дисков на уровне блоков основана на Geli из FreeBSD и поддерживает аппаратное ускорение в системах с процессорами с поддержкой AES-NI.

Конфигурация основных служб

FreeNAS обеспечивает встроенную поддержку различных сетевых файловых протоколов, включая CIFS и NFS. CIFS (общая файловая система Интернета) обычно используется в средах Windows или в средах, где используются как Windows, так и Unix-подобные операционные системы. NFS (сетевая файловая система) обычно используется для высокопроизводительных приложений и в гетерогенных средах. FreeNAS также поддерживает AFP для сред Mac OS X, включая резервные копии Time Machine. Каждую службу можно настроить с помощью соответствующего значка гаечного ключа (рис. 2).

Рисунок 2: Сервисы FreeNAS можно настроить с помощью их значков.

Данные для совместного использования настраиваются в разделе «Общий доступ» веб-интерфейса. Наборы данных ZFS допускают сложные сценарии совместного использования, позволяя администратору адаптировать конфигурацию в соответствии с потребностями сети, такими как квоты пользователей/групп, разрешения пользователей/групп, свойства данных и настраиваемые требования к моментальным снимкам и резервному копированию.

Для блочных приложений FreeNAS поддерживает целевой режим iSCSI для файловых экстентов, физических дисков или zvols, функцию ZFS, которая создает виртуальное дисковое устройство, для которого блоки хранятся в родительской файловой системе. Независимо от того, в какой файловой системе отформатирована цель, общие блочные устройства будут придерживаться политик моментальных снимков и резервного копирования на стороне хранилища, при этом от клиентов не требуется никакого вмешательства. CHAP и взаимный CHAP включены для аутентификации цели и инициатора.

Встроенная поддержка служб каталогов для Active Directory, LDAP и NIS позволяет крупным организациям интегрировать FreeNAS в существующую инфраструктуру. Другие встроенные службы включают поддержку ИБП, SNMP и SSH в качестве альтернатив удаленного управления, а также rsync для более специализированных сценариев репликации и резервного копирования.

Сохранение данных: резервные копии FreeNAS

FreeNAS поддерживает множество методов резервного копирования. Как только что упоминалось, служба rsync предоставляет встроенную возможность инкрементного резервного копирования. Экстенты iSCSI можно использовать с собственным программным обеспечением для резервного копирования на соответствующих платформах. Клиент Mac OS X может использовать свою общую папку FreeNAS AFP в качестве цели Time Machine; наконец, любой сетевой ресурс можно использовать в качестве места назначения для сценариев или программ администратора.

Моментальные снимки ZFS также предоставляют мощный инструмент для сохранения и восстановления старых версий данных. Моментальные снимки ZFS сохраняют все блоки, используемые файлами на момент создания моментального снимка, и могут быть отправлены или получены с других хостов, поддерживающих ZFS (с использованием SSH или другого метода передачи), как способ репликации или восстановления данных из известной точки в время.

Снимки занимают столько же места, сколько метаданные, используемые для их описания, и, конечно же, выделенные для самих «старых блоков». Если вам нужно восстановить файлы из более старого снимка, вы можете легко клонировать его и поделиться им. Если текущая версия файловой системы становится полностью бесполезной, всю файловую систему также можно откатить до состояния предыдущего снимка. Эти возможности предоставляют администраторам широкий спектр возможностей для создания политик сохранения и восстановления данных.

FreeNAS поддерживает создание моментальных снимков по расписанию с шагом от пяти минут и временем сохранения до часа (рис. 3).

Рисунок 3: Планирование периодических моментальных снимков.

Как упоминалось ранее, моментальные снимки также можно запланировать для репликации на совместимую удаленную систему с той же версией ZFS. Репликация моментальных снимков передает только различия с момента последнего моментального снимка, сохраняя полосу пропускания.

Большая ответственность: ZFS Primer

Хорошее знание ZFS имеет решающее значение для успешного развертывания FreeNAS в корпоративной среде. Плохо настроенные пулы ZFS могут иметь неоптимальную производительность. И наоборот, хорошо спланированное развертывание, максимально использующее возможности ZFS, может иметь определенный успех.

Файловая система ZFS находится в пуле, который может содержать одну или несколько групп устройств, называемых vdev. Возможные типы виртуальных устройств: отдельные диски, зеркала, наборы RAID-Z1, RAID-Z2 и RAID-Z3. Все группы компонентов пула ZFS объединяются аналогично чередованию, хотя распределение блоков не является чередованием в строгом смысле традиционного аппаратного RAID. Это означает, что если хотя бы одна группа в пуле повреждена сверх допустимого для восстановления, весь пул выйдет из строя. Зеркалирование и четность возможны только внутри групп, но не между ними. В результате в ZFS нет эквивалента RAID 0+1 или 51 — только расположение устройств, подобное RAID 10, 50 или 60.

По умолчанию ZFS будет использовать любое неиспользуемое ОЗУ в системе в качестве основного кэша адаптивной замены (ARC). Общее эмпирическое правило для ARC — выделять 1 ГБ ОЗУ на каждый 1 ТБ данных, которые система будет хранить. Несмотря на то, что сегодня твердотельные накопители обеспечивают передовую производительность в области хранения данных, они еще не обладают достаточной емкостью (или экономической эффективностью), чтобы полностью заменить жесткие диски. Таким образом, ZFS может наилучшим образом использовать преимущества более высокой производительности твердотельных накопителей в качестве вторичных устройств ZFS Intent Log (ZIL) и адаптивного кэша замены уровня 2 (L2ARC).

Такие устройства L2ARC могут предоставить больше места для кэширования и значительно улучшить задержку чтения и пропускную способность, особенно произвольное чтение. В сценариях, где используется устройство L2ARC, вам нужно попытаться сопоставить размер устройства с размером рабочего набора (данные, которые будут часто считываться). ZFS поддерживает несколько устройств L2ARC, а устройства L2ARC можно безопасно добавлять или удалять с помощью пользовательского интерфейса FreeNAS. FreeNAS также предоставляет zilstat . утилита командной строки, помогающая администратору определить, выиграет ли рабочая нагрузка системы от добавления L2ARC.

ZIL записывает синхронные записи, выполняя гарантию того, что синхронные записи фиксируются на стабильном носителе до возврата успешного результата. ZFS также позволяет создавать отдельный журнал намерений (SLOG) на отдельном устройстве или наборе устройств. SLOG уменьшает конкуренцию за дисковые ресурсы пула, но если для ZIL используется низкопроизводительное устройство, это может стать узким местом производительности. В идеале вы должны выбрать флэш-устройство с низкой задержкой и высокой пропускной способностью. Емкость не имеет решающего значения для устройств ZIL, потому что ZIL часто сбрасывается в пул (обычно примерно каждые пять секунд). Асинхронная запись не приносит пользы от устройств ZIL.

ZFS поддерживает дедупликацию или удаление повторяющихся данных на уровне блоков. Дедупликация чрезвычайно требовательна к ресурсам, и эмпирическое правило требует дедупликации 5 ГБ ОЗУ на терабайт хранилища. Очень хорошо подумайте, прежде чем использовать дедупликацию в системах, предназначенных для резервного копирования «живых» приложений, так как она больше подходит для устройств резервного копирования. В качестве альтернативы дедупликации можно настроить сжатие для пулов или наборов данных ZFS.

Метод сжатия по умолчанию, LZ4, обеспечивает степень сжатия почти в реальном времени. У дедупликации и сжатия есть одно общее предостережение: блоки, записанные в пул, в котором включены дедупликация или сжатие, останутся такими до тех пор, пока блоки не будут удалены. Таким образом, даже временное включение дедупликации или сжатия может иметь долгосрочные последствия для производительности, усиливая необходимость надлежащего планирования при настройке ZFS и FreeNAS.

Все метаданные, необходимые ZFS, хранятся в ее пуле, поэтому пул ZFS из одной системы можно экспортировать, а затем импортировать в другую операционную систему с совместимой версией ZFS. Теоретически это означает, что пулы ZFS, созданные на FreeNAS или другой системе с использованием одной и той же базовой версии ZFS, могут быть импортированы в разные операционные системы и совместимы для удаленной репликации моментальных снимков. На практике всегда следует тестировать и документировать такие решения для восстановления данных, прежде чем включать их в какой-либо план обеспечения непрерывности бизнеса или аварийного восстановления.

Зашифрованные диски являются исключением из правила переносимости для пулов ZFS. Рекомендуется использовать другую систему FreeNAS с точно такой же версией ОС (и, следовательно, ZFS), если ситуация требует установки зашифрованного пула ZFS в другом месте, поскольку методы шифрования и методологии управления ключами могут измениться.

Щетки ZFS функция расширяет функциональные возможности, предоставляемые fsck . Скраб ZFS проверяет каждый блок на диске, а не только метаданные файловой системы. Во время очистки каждый блок сравнивается с его контрольной суммой, которая хранится вместе с указателем блока в другом месте на диске. Если контрольная сумма не совпадает, ZFS попытается восстановить и укажет количество найденных несоответствий в своем отчете о очистке. Эта функция может обеспечить раннее указание на неисправный диск. Поскольку ZFS считывает все данные с диска, это операция с интенсивным вводом-выводом, и ее лучше планировать на периоды низкой нагрузки. Скрабы следует проводить регулярно; FreeNAS автоматически планирует очистку каждого тома ZFS каждое пятое воскресенье в полночь. Вы можете использовать пользовательский интерфейс FreeNAS, чтобы изменить расписание по мере необходимости.

Собираем вместе

При планировании любого корпоративного или важного для бизнеса сценария развертывания вы должны выбирать между различными требованиями к производительности, защите данных, емкости и будущему росту, и все это в рамках ограничений заданного бюджета. Большая часть производительности FreeNAS зависит от параметров пула ZFS и объема оперативной памяти в системе. Некоторые варианты использования выигрывают от более быстрого ЦП или большего количества ядер ЦП, и, естественно, сеть также может стать узким местом без правильного коммутатора и аппаратного обеспечения сетевой карты.

Для небольших рабочих наборов больший объем оперативной памяти или быстрый L2ARC могут значительно повысить производительность случайных рабочих нагрузок с большим объемом операций чтения. Высокопоследовательные рабочие нагрузки или рабочие нагрузки, которые часто считывают большую часть хранимых данных, получат меньшую пользу от этого подхода. Что касается записи, приложения синхронной записи (например, NFS или iSCSI для целей виртуализации) выиграют от устройств ZIL с малой задержкой и высокой пропускной способностью.

Независимо от конкретного приложения, любое развертывание FreeNAS может выиграть от использования оптимального RAID-Z. При использовании RAID-Z следует использовать диски одинакового размера в группах по степени двойки плюс уровень четности группы. Таким образом, оптимальные размеры групп RAID-Z1 — 3, 5 и 9.дисков, RAID-Z2 — 4, 6 и 10 дисков, а RAID-Z3 — 5, 7, 11 дисков. При объединении нескольких групп RAID-Z в пул лучше всего иметь четное количество идентичных групп, чтобы избежать потери производительности и позволить ZFS сохранять расположение блоков как можно более равномерным. Наконец, как и во многих файловых системах, производительность ZFS пропорциональна количеству свободного места. ZFS начинает испытывать заметное снижение производительности, когда пул заполнен примерно на 80 процентов. Учитывайте это при планировании будущего роста.

Для работы в сети FreeNAS поддерживает как Gigabit, так и 10 Gigabit Ethernet. Конфигурация сети может выполняться как с консоли, так и через веб-интерфейс пользователя. FreeNAS также поддерживает ряд протоколов агрегации каналов, включая LACP, аварийное переключение каналов и циклический перебор. Агрегация каналов требует правильно настроенного коммутатора или маршрутизатора. Возможность насыщения данного сетевого подключения зависит от остальных соображений производительности, рассмотренных выше.

Настройка и обслуживание

Одной из самых простых частей развертывания FreeNAS является фактическая установка. По своей конструкции загрузочный диск FreeNAS отделен от дисков в пуле хранения. Эта сегрегация гарантирует, что обновления операционной системы не угрожают хранилищу: в худшем случае полностью неудачного обновления диски хранилища останутся нетронутыми и могут быть импортированы в новый экземпляр FreeNAS. Образ загрузочного диска обычно записывается на флэш-накопитель USB или SSD объемом не менее 2 ГБ. Производительность самого загрузочного устройства почти не имеет значения, поскольку FreeNAS запускается из памяти после загрузки.

После загрузки консоль FreeNAS, показанная на рисунке 4, отобразит параметры для настройки сети, сброса системы, доступа к корневой оболочке, перезагрузки или завершения работы.

Рисунок 4: Меню консоли FreeNAS.

Как только система получит IP-адрес от DHCP-сервера, этот адрес будет отображаться на этом экране и может использоваться для доступа к веб-интерфейсу. Остальную настройку необходимо выполнить через веб-интерфейс. Документация FreeNAS содержит как краткое руководство, так и подробные инструкции по настройке системы FreeNAS.

По мере настройки системы копия конфигурации может быть сохранена в любой момент конфигурации в системе администратора. Это позволяет легко восстановить ранее работающую конфигурацию. Точно так же, если диски зашифрованы, обязательно сохраните копию парольной фразы и ключей.

FreeNAS также предоставляет опцию «GUI Upgrade» через веб-интерфейс. Процесс обновления напоминает вам о необходимости загрузить копию базы данных конфигурации перед выполнением обновления. Если обновление не удалось, просто перезагрузитесь и выберите предыдущую версию операционной системы в меню загрузки.

Помимо NAS: Плагины

По умолчанию FreeNAS содержит множество самых популярных сервисов для NAS. Хотя они охватывают подавляющее большинство вариантов использования, может потребоваться дополнительная настройка. С этой целью FreeNAS включает систему плагинов с поддержкой широкого спектра дополнительного программного обеспечения. Каждый плагин работает в своей собственной тюрьме FreeBSD, что позволяет запускать его изолированно от основной операционной системы.

В FreeNAS джейлы устанавливаются на отдельные отдельные наборы данных ZFS. Администратор создает прозрачные точки подключения к хранилищу за пределами набора данных тюрьмы, и все это можно сделать из веб-интерфейса.