Jaki serwer NAS? Komercyjny czy autorski?

1. Wstęp

Obecnie bardzo popularną metodą przetwarzania i przechowywania danych w sieci komputerowej są wszelkiego rodzaju urządzenia typu NAS (ang. Network Attached Storage co można przetłumaczyć jako Sieciowa Pamięć Masowa). Urządzenia te są zaprojektowane głównie w celu sprawnego udostępniania plików oraz bezpiecznego ich przechowywania. Na efekt końcowy składa się wiele aspektów systemu: komponenty, system operacyjny wraz z dostępnymi mechanizmami nadzorowania poprawności zapisu i odczytu danych, mechanizm migawek, kompresji etc. Obecnie w branży prym wiodą NASy takich firm jak: QNAP, SYNOLOGY, TerraMaster, TrueNAS.

W tym artykule chcielibyśmy przyjrzeć się obu rozwiązaniom: systemom NAS od komercyjnych dostawców oraz systemom tzw. “autorskim” złożonych z komponentów ogólnie dostępnych.

2. NAS - odstępstwo od reguły

Z założenia główną funkcją urządzeń typu NAS jest funkcja udostępniania danych - głównie plików: ze zdjęciami, materiałami wideo, dźwiękami, arkuszami kalkulacyjnymi etc. Takie było początkowe założenie, kiedy urządzenia te pojawiły się na rynku. Obecnie można zauważyć, iż NASy oferują nie tylko możliwość bezpiecznego przechowywania danych oraz ich udostępniania, lecz również oferują inne usługi np. wirtualizację, obsługę aplikacji w kontenerach, stanowiąc dzięki temu dużą konkurencję dla systemów klasy serwerowej np.: Windows Server, Linux, FreeBSD i innych.

Podsumowując - systemy NAS nie są już prostymi systemami do udostępniania plików, ale pełnoprawnymi systemami klasy serwerowej, na których można budować obsługę infrastruktury IT danej organizacji.

3. Komercyjne rozwiązanie czy “autorskie”?

3.1 Rozwiązania komercyjne

Aby móc oferować różnego rodzaju usługi na odpowiednio wysokim poziomie, producenci NAS muszą wyposażać swoje urządzenia w odpowiednie komponenty. Dlatego oferują różne konfiguracje sprzętowe dla różnego rodzaju odbiorców. Wyposażają swoje urządzenia we własne systemy operacyjne, które są systemami zamkniętymi.

W przypadku, kiedy urządzeniu od komercyjnego dostawcy brakuje mocy, można je rozbudować niestety w bardzo małym stopniu i to właściwie o komponenty, które są na liście wsparcia zaaprobowanej przez producenta (przeszły testy kompatybilności etc.), co powoduje iż rozbudowa nie spowoduje utraty gwarancji. Głównym założeniem tego rodzaju polityki jest sprawienie, aby klienci zaopatrywali się w sklepie danego producenta. Producenci oferują więc nie tylko sam sprzęt, ale również różnego rodzaju sprzęt uzupełniający czy podnoszący możliwości danego modelu NAS: karty sieciowe, moduły pamięci, dyski twarde, “półki” dyskowe itd. Tworząc niejako własny ekosystem. I nie jest to złe samo w sobie, biorąc jednak pod uwagę koszty wdrożenia systemu w całości opartego na rozwiązaniach oferowanych przez producentów NAS w porównaniu do osiągnięcia tego samego na komponentach ogólnie dostępnych, okazuje się, iż dołożyliśmy do interesu zauważalną kwotę.

Należy mieć na uwadze, iż systemy NAS oferowane przez komercyjnych dostawców posiadają pełne wsparcie serwisowe, którego stopień jest uzależniony od umowy SLA.

Jedną z głównych wad urządzeń NAS pochodzących od komercyjnych dostawców jest problem ograniczonej rozbudowy i wymiany poszczególnych komponentów na inne. Wymiana procesora jest praktycznie niemożliwa - procesor wlutowany w płytę główną tzw. rozwiązanie SoC. W ostateczności należy wymienić urządzenie albo przeznaczyć je do innych mniej wymagających zadań. Lepiej wygląda sprawa, jeśli chodzi o zwiększenie ilości miejsca na dane. Zakup dodatkowej półki na dyski załatwia sprawę.

Należy podkreślić, iż rozwiązania czołowych producentów są rozwiązaniami w pełni profesjonalnymi, które jednak mają swoją cenę.

3.2 Rozwiązania “autorskie”

A jak to wygląda z urządzeniami NAS typu “autorskiego” z ogólnodostępnych komponentów? A cóż to są te “ogólnodostępne komponenty”? Mowa tutaj o komponentach ogólnodostępnych na rynku konsumenckim, z których można budować działające systemy komputerowe: procesory, płyty główne, obudowy, zasilacze, pamięci, dyski twarde, dyski SSD/NVMe etc. Ich zaletą jest na pewno ogólna dostępność i cena.

Firmy oferujące tego typu rozwiązania muszą posiadać doświadczenie odnośnie budowy systemów NAS: zapewnienie stabilności działania poprzez dobór odpowiednich komponentów i zapewnienie odpowiedniego chłodzenia. Ponadto muszą również posiadać odpowiednią wiedzę na temat systemu operacyjnego jaki instalują na swoim systemie (w końcu udzielają wsparcia i firmują sprzęt swoją nazwą). Jako system operacyjny jest zazwyczaj wybierany wolnodostępny system przeznaczony dla urządzeń typu NAS: TrueNAS Core, TrueNAS Scale, openmediavault, rockstore, Amahi. A więc otwarty system ogólnie dostępny (niektóre za niewielką opłatę).

Budowa systemu NAS z ogólnodostępnych komponentów powoduje, iż usterki sprzętowe mogą być szybko usunięte ze względu na “typowe” komponenty użyte do budowy - np. po okresie gwarancji czy wsparcia. Nie jesteśmy tutaj ograniczeni nietypowymi rozwiązaniami zastosowanymi przez komercyjnych producentów NAS. Może pojawić się pytanie: “A jak z wydajnością? A jak z trwałością, przecież taki sprzęt nie został zaprojektowany do pracy NON-stop?”. Wszystko zależy od tego, jakie założenia musi spełnić dany system NAS i jaki mamy budżet.

Jeśli chcemy oprzeć wydajność na dyskach SATA/SSD - wystarczy platforma na PCI-e gen 3.0. Natomiast, jeśli chcemy stworzyć platformę na szybkich dyskach NVME, wówczas należy założyć min. generację platformy PCI-e 4.0 lub 5.0. A więc również i dobór odpowiedniego procesora. Przy bardzo szybkich pamięciach masowych należy również wziąć pod uwagę szybkość działania sieci, aby uniknąć tzw. “wąskiego gardła”. Kolejną sprawą są pamięci RAM. Zaleca się, aby systemy NAS były wyposażone w pamięci RAM ECC (z korekcją błędów) - również i w przypadku autorskiego systemu NAS nie może być inaczej. Pamięci RAM ECC wywodzą się z rynku serwerów i są traktowane jako komponenty serwerowe.

Dyski twarde - pamięć masowa. Tutaj bez dwóch zdań należy obowiązkowo stosować jedynie pamięci masowe przeznaczone do systemów NAS np.: WD RED, SEAGATE IronWolf etc. Ten rodzaj dysków został specjalnie skonstruowany i wyposażony w mechanizmy usprawniające pracę w zestawach wielodyskowych działających NON-stop. Ponadto uwzględniają charakterystyki systemów plików wykorzystywane w popularnych rozwiązaniach NAS: ext4, btrfs, ZFS.

4. Mit komponentów ogólnodostępnych, czyli nie do profesjonalnego zastosowania?

No więc właśnie, jak to z tym jest? Tak naprawdę, wszystko zależy od tego, czego oczekujemy od danego sprzętu czy rozwiązania. Należy zdawać sobie sprawę, iż część rozwiązań jest stosowana tylko w rozwiązaniach “dla biznesu” - jako przykład posłużmy się płytą główną przeznaczoną dla serwerów. Typowym rozwiązaniem jest wbudowany niezależny system zarządzania sprzętem uniezależniony od systemu operacyjnego działającego na serwerze. Mowa o iDRAC dla sprzętu DELL, iLO dla sprzętu HPE i odpowiednie rozwiązania u innych producentów.

Korzystając z takich systemów, mamy pełny obraz maszyny na poziomie sprzętowym: temperatury, obroty wentylatorów, stan dysków etc. Pełne monitorowanie. Takie rozwiązania nie są stosowane na rynku konsumenckim, bo po prostu nie ma takiej potrzeby. Odstępstwem są tutaj systemy typu “Workstation”, gdzie niektórzy producenci np. ASUS stosują również układ zarządzający wbudowany w płytę główną, jak to ma miejsce w rozwiązaniach serwerowych. Jednakże systemy klasy “Workstation” są dużo droższe od systemów klasy “Desktop”.

Pytanie więc, czy dla rozwiązań biznesowych, gdzie wymaga się wysokiej dostępności usług i zintegrowanego zarządzania można pozwolić sobie na rozwiązania konsumenckie? Ponownie - i tak, i nie. Tak, jeśli nie potrzebujemy funkcjonalności oferowanych przez rozwiązania z rynku “dla biznesu”, i nie, jeśli takie rozwiązania potrzebujemy (jak wspomniane rozwiązanie z monitorowaniem i zarządzaniem serwerową płytą główną). Z doświadczenia wiemy, że nie zawsze trzeba używać armaty, aby strącić jabłko …

Obecnie, w roku 2024 komponenty od takich producentów jak ASUS, MSI, ASROCK, GIGABYTE (mówiąc o linii konsumenckiej) charakteryzują się bardzo dobrą trwałością i wydajnością. W latach ‘90 XX wieku, kiedy wszystko w branży IT ruszało na masową skalę, stabilność sprzętu i systemów operacyjnych (tak, Windows 95 !!!) była co najmniej problematyczna (na rynku konsumenckim).

Jedną z przyczyn słabej trwałości komponentów były kondensatory, które po prostu wysychały i powodowały niestabilność działania. Zdarzały się i błędy konstrukcyjne. Od dłuższego już czasu nie ma z tym problemów, ponieważ zmieniono technologię wytwarzania kondensatorów, co przekłada się na dłużą i stabilniejszą pracę systemów w trybie NON-stop. Sama jakość komponentów również się poprawiła, poprzez usprawnienie procesu projektowania i produkcji.

Jesteśmy zdania (co wynika też z naszego doświadczenia), iż wszędzie tam, gdzie jest to możliwe (brak potrzeby stosowania rozwiązań “dla biznesu”), można spokojnie zastosować ogólnodostępne komponenty odpowiedniej jakości.

5. Zdecydowane NIE dla sprzętu oferowanego na ALIEXPRESS

W naszych rozwiązaniach, które oferujemy naszym klientom, nie stosujemy sprzętu/komponentów zakupionych na platformie aliexpress ani innej tzw. “chińszczyzny” - bo jest tanio i można dobrze zarobić. Taki sprzęt jest zazwyczaj “NONAME” i pochodzi z niepewnego źródła.

Często też ma inne parametry techniczne niż podaje sprzedawca. W naszych rozwiązaniach stosujemy komponenty dostępne na naszym rynku - od oficjalnych dystrybutorów. Mamy świadomość, iż praktycznie wszystko jest “Made in China”, jednakże nie można porównywać pod kątem jakości sprzętu chińskiego oferowanego na aliexpress ze sprzętem produkowanym w Chinach wiodących producentów takich jak np. ASUS, MSI, GIGABYTE (firmy z Tajwanu).

6. Podsumowanie

W niniejszym artykule opisaliśmy pokrótce cechy systemów NAS od komercyjnych dostawców oraz tzw “autorskich” zbudowanych z ogólnodostępnych komponentów. W danym scenariuszu i zgodnie z wymogami należy zainwestować w rozwiązanie komercyjne, w innym przypadku wystarczy NAS “autorski”. Wszystko sprowadza się do wymagań i budżetu. Obecnie komponenty z rynku konsumenckiego są bardzo dobrej jakości i są w stanie pracować w trybie pracy ciągłej, a sumarycznie kosztują znacznie mniej …