前言

威联通TS-464C2终于支持ZFS文件系统啦!商用数据安全性+1

QuTS hero h5.2系统,这应该算是目前威联通的核心领先优势之一了,尤其是它现在是为数不多的支持ZFS文件系统的NAS系统。更高阶一些的NAS例如TS-873A,更是同时支持ZFS与ECC内存,这也是业界独一家了。

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近两年新的国产NAS一个接一个,系统的易用性基本都是领先一个世纪的,但是我这样的NAS老用户还是坚持威联通这样的老NAS厂商的产品,理由就是威联通的NAS对数据的管理能力更为专业。更新的QuTS hero h5.2系统基于ZFS文件系统,相比其它文件系统的RAID组态,ZFS给了更强的容错能力,大幅提升我放在NAS上的数据的安全性层级。

并且更好的一点是,威联通的NAS从前面的QTS系统升级到QuTS hero h5.2系统之后,界面和操作逻辑都没有变动,毫无迁移学习成本。

目前我把我手里的威联通TS-464C2更新升级Hero系统之后,无论是文件读写性能,还是NAS里的文件储存安全性,都有了相当的提升,所以我想过来聊一聊什么是ZFS文件系统,以及我为什么这么看重它。

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目前支持自己下载QuTS hero h5.2系统之后手动更新,也可以等一段时间等推送。

ZFS文件系统的安全性

作为一个小团队的负责人,我可以接受性能差,也可以接受速度慢,但是绝对不能接受系统不稳定,文件不安全。性能差速度慢,我无非就是多等一等,但是文件不安全,那真的会要命的。

ZFS文件系统的优势在于,它的容错能力很强,去重压缩能力很强,数据自我修复能力很强,还能提升SSD的寿命。

做一下科普:ZFS文件系统的英文名称为Zettabyte File System,也叫动态文件系统(Dynamic File System),是第一个128位文件系统。

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ZFS 完全抛弃了“卷管理”,不再创建虚拟的卷,而是把所有设备集中到一个存储池中来进行管理!“存储池”描述了存储的物理特征(设备的布局,数据的冗余等等),并扮演一个能够创建文件系统的专门存储空间。

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不同于传统文件系统需要驻留于单独设备或者需要一个卷管理系统去使用一个以上的设备,ZFS创建在虚拟的,被称为“zpools”的存储池之上。每个存储池由若干虚拟设备(virtual devices,vdevs)组成。这些虚拟设备可以是原始磁盘,也可能是一个RAID1镜像设备,或是非标准RAID等级的多磁盘组。于是zpool上的文件系统可以使用这些虚拟设备的总存储容量。

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ZFS使用写时拷贝技术的一个优势在于,写新数据时,包含旧数据的块被保留着,提供了一个可以被保留的文件系统的快照版本。由于ZFS在读写操作中已经存储了所有构建快照的数据,所以快照的创建非常快。而且由于任何文件的修改都是在文件系统和它的快照之间共享的,所以ZFS的快照也是空间优化的。

ZFS功能众多,性能巨强,基本上你想得到的一个文件系统该有的能力他都有,包括但不限于Snapshot,多盘聚合,明明是一个二十年前的老项目,但是就算是放在2024年,能跟ZFS打的文件系统也屈指可数。

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但是ZFS有几个限制:

一个是以前linux对ZFS的支持不太好,就算是在今天,也不是什么发行版本都能boot from ZFS,没有Btrfs在linux世界中的普及度和受支持程度高,但是好消息是QuTS hero h5.2系统就支持了ZFS。

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第二个就是老生常谈的内存占用问题,ZFS基本上推荐配置是1TB硬盘搭配1GB内存给他做缓存,意味着一个16TB的NAS需要16GB的内存,虽然搭配了内存之后那个读写的体验真的是爽到飞起,但是大部分人NAS的内存真的没那么宽裕。

威联通TS-464C2自带的内存是单条8G的内存,差不多可以应对8T的储存需求。

好消息是我的威联通TS-464C2是支持自己换内存条的,所以我买两条32G的内存条扔上去组个64G的内存,刚好能跑起来。

可以说,ZFS是目前唯一一个靠谱的软RAID方案,相比较之下,LVM、Madam、BTRFS之类的RAID几乎是跟玩具一样。

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ZFS的使用体验我就简单总结一些:

在线实时处理的区块层级 (Block-based) 数据重复删除机制 (Inline Data Deduplication),让数据在写入磁盘前就已经过删减演算,大幅节省存储空间占用;加上让大档变小档的数据压缩 (Inline Compression),以及先进的实时数据压实 (Inline Compaction) 技术,在数据重复性质高或大量小型数据存取的情境下,提升 SSD 空间使用率的效益尤其明显,不仅显著提升全快闪配置的写入效能,对 SSD 的耐用性与使用寿命也有帮助,让全快闪存储架构成本效益更高。

直接支持PB级别的储存池,可以实时建立近乎于无限数量的快照,以及基于LZ4的低延迟高IO的压缩性能,最重要的是ZFS 具备预防静态数据损毁 (Silent Data Corruption) 的自我修复能力 (Self-healing),可针对所有数据区块进行 Checksum 校验,并自动修复错误的区块。如因发现硬件 (例如:破损的传输线)、驱动程序、或 Metadata 出错而导致的静态数据损毁,下次读取此区块时,会因发现 Checksum 结果不一致而利用备份数据自动修复,确保数据完整而正确。

ZFS可以说是最适合我的高性价比文件系统了。

3-2-1备份逻辑介绍-HBS文件3-2-1备份直通体验

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NAS的重要使用场景之一就是:备份文件。

普通人备份文件的选择:插上U盘或者移动硬盘复制一份,或者把文件传到网盘上去。好处是简单并且容易操作,坏处是多版本文件备份操作比较繁琐。

进阶用户的备份文件选择:电脑上设置一个定时备份程序,让文件夹自动备份。好处是稍微有点简单,坏处是电脑要长时间开着,并且备份程序还要收费。

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NAS玩家的备份文件选择:利用onedrive实现文件实时云端备份,再利用威联通的HBS3实现onedrive实时异地备份,实现冷备热备异地容灾的全链路备份。

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威联通内置的HBS文件备份系统应该是目前我备份链路的核心。

HBS文件备份系统提倡的就是3-2-1备份策略,具体来说就是至少有三处备份,并且备份至少要存在两种不同的储存载体上,至少有一份是存在异地储存的。

换到我这里就是,我的电脑上有实时使用的文件,最新的文件就放在电脑里,这就是备份1;然后电脑上的文件是联动的onedrive,onedrive能实时把文件上传到云端服务器上,这就是备份2;最后是威联通的HBS能实时更新onedrive的目录,把onedrive目录上的文件实时下载到威联通NAS上,这就是异地备份3。

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当然,也可以把这个onedrive换成HBS自己的同步软件Qsync,而且因为威联通Qsync可以做到不同的威联通NAS之间相互备份,所以可以实现双异地备份策略。针对于Apple用户还有专用的Time Machine支持。

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Qsync还支持USB接入储存设备时自动拷贝文件到指定文件夹实现同步,对于摄影师来说,拍完的照片可以直接往NAS上一插,让它自己复制去。

这个链路的优势就在于,文件备份是不需要手动更新版本的,只需要自己正常使用文件,它就在后台自己完成备份了。

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像我现在把我挣钱的数据就利用HBS做了一个全链路3-2-1备份策略,最大程度保证它不会丢失。

威联通TS-464C2的体验

要升级用支持ZFS文件系统的Hero系统的话,其实至少要搞个16G以上的内存, N5095的处理器,支持M.2的固态硬盘,以及至少四个盘位的机器。

好消息是,威联通TS-464C2刚好就是卡着这个需求的最底线要求来的,并且因为是笔记本内存条插槽设计,我完全可以搞两条32G的内存条怼上去给我ZFS文件系统上顶配内存,把整个性能完全提起来。

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对于大部分人来说,城市里的房子寸土寸金,所以设备的体积要尽可能小,威联通TS-464C2的三维尺寸是170 × 162.56 × 220.98 mm,跟我的路由器几乎是一样的大小,我直接把它放在我的路由器旁边就能让它安安稳稳地跑起来。相对于那些庞大的台式机备份,我这个TS-464C2节约了至少一个平米的面积。

相对于那些体积庞大的服务器来说,小巧的TS-464C2算得上是工作室良品了。

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说一下小细节,TS-464C2这次给了专用的硬盘锁,防止手贱的人突然把我的硬盘拆掉。这也是威联通第一次在普通消费级NAS上给到这个配置。

如果你觉得你的数据比较重要,我建议还是搞这个,带硬盘锁的产品针对性的用户群体就是数据比较重要的群体。

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TS-464C2的接口:双2.5G有线网接口,一个USB-A3.2接口,一个USB-A接口,一个HDMI接口,以及一个通用的DC电源接口。

双2.5G有线网接口,刚好适配目前我的全2.5G内网环境。

我的外部网络接入是一条1000Mbps的网,一条500Mbps对等的网,搞了个双WAN聚合,所以入户下载速率是1500Mbps,算余量的话有2000Mbps,上传速率是539Mbps。双线路聚合可以让它更快更稳定。

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现在的我,内网全2.5G协议速率,外网有500Mbps的上传,这个上传基本可以满足我全速备份文件和下载文件的需求了,但是也意味着我的内网设备要升级到顶配以便于适配高速网络。

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目前我的外网的下载速度可以突破172MB/s,外网的下载和上传速度都拉满。

整体来说内网和外网基本上属于同一个速度档次。

请注意,这个网速不仅仅是有线网可以达到,在华硕RT-BE88U WiFi7路由器的支持下,无线设备也能达到这个速率。

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首先是我的威联通TS-464C2的两个2.5G接口终于都接入了2.5G有线网接口,并且还是全双工的工作模式。

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我用我台式机自带的2.5G有线接口接入到华硕RT-BE88U的2.5G口之后,可以稳稳当当把我威联通TS-464C2上的文件以254MByte/s的速率转到我的电脑上。

而上我10G电口之后,从威联通TS-464C2上扒拉大文件到本地的时候,能稳定跑到700MByte/s的速度,也就是5Gbps的速度。

其实这就是双2.5G有线网接口的好处了,我一个10G速率的单电口去跑两个2.5G网口,完全可以胜任。

俩2.5G接口开动态链路聚合,就可以直接汇聚成5Gbps的速率,进一步提升设备的吞吐量。

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用Linux虚拟主机的命令行直通这张网卡测试了一下速度,内网的NAS当服务端,本机当客户端。

用pkg install iperf3来安装iperf3软件包,协议还是走TCP协议,

测试出来的结果还不错!网速能到9.28Gbit/sec,但是还没有达到10G的速度。这是什么原因?

我排查出来是网卡设定中,MTU是1500,也就是一个IP包大小是1500,对于10G网络来说,包太小,意味着相同数据量,包的数量多,每个包的头部数据将消耗大量的网络带宽。

要达到完美的10G速率的话,可以把MTU设置成9000。

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TCP的收发窗口过了之后,就稳定在9.90Gbits/sec了。

相对于我之前内网上的千兆网的110Mbyte/s来说,10G网卡的理论速度是1GByte/s,相同文件传输情况下,能直接把传输时间压缩到原来的十分之一。

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当然,我实际测试了一下把整个虚拟机打包传到内网的NAS上,平均速度能做到525Mbyte/s,这已经是相当棒的一个成绩了,毕竟我NAS上机械硬盘的实际写入速度也就只有125Mbyte/s,能有525Mbyte/s的速度,全靠我NAS上的nvme固态当中转盘。

结语

基于我的个人体验,威联通的Qtier部分一定要是要开启的,因为这样可以实现SSD的使用体验,以及机械硬盘的低价储存成本,并且SSD部分一定要给的充足一点。

其次就是HBS备份了,威联通的HBS备份一定要先规划好自己的备份策略和链路,搞清楚哪个是冷备,哪个是热备,哪个是异地容灾,分清楚区块之后,再针对自己的文件做联动备份设置。

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