打造私有云，詳細聊聊RAID、儲存池、卷、高速緩存、3-2-1備份機制

大家好，我是黃昏百分百，前段時間某雲盤出現了災難級事故，另一個數字網盤也受到黑客攻擊無法訪問並被傳跑路，短時間連續網盤事故，確確實實的給我們提了一個醒：數據安全十分重要，我們不能把自己的數據安全都寄託在網盤上，擁有自己的私有云，擁有自己的私有云，並對數據進行科學，合理的備份十分重要。

因此，今天我就用QNAP的TS-466C NAS與希捷硬盤來爲大家聊一聊硬盤各種RAID組的區別、高速緩存的區別、以及經典的3-2-1數據備份原則具體應該如何應用。

那麼廢話不再多說，我們開車吧。

NAS與硬盤介紹

工欲善其事必先利其器，在正式開始應用3-2-1數據備份之前，我們先來介紹一下本次使用的NAS與硬盤吧。

NAS：QNAP TS-466C

▲TS-466C型號名中第一位數字4代表其擁有4個3.5英寸SATA機械硬盤位，是QNAP威聯通的全新4盤位NAS旗艦，另外，它還擁有2個M.2 2280 SSD插槽，其SSD既可作爲機械硬盤的加速緩存，也可以作爲獨立的超快儲存空間使用，因此，其實際上是一款擁有6盤位的NAS。

▲QNAP TS-466C搭載了Intel 奔騰銀牌N6005 處理器，4核心4線程，基本頻率2.0GHz，最大頻率3.3GHz，TDP 10W，是一款性能比較強勁且能效比非常優秀的CPU，十分適合NAS使用。

▲這款CPU還內置了intel UHD核芯顯卡，擁有32個執行單元，最高支持4K 60Hz的視頻輸出，因此QNAP爲TS-466C配備了一個同樣支持4K 60Hz視頻輸出的HDMI 2.0接口。當然隨着目前智能電視等的普及，這個視頻輸出接口的使用頻率是越來越低了。

▲網絡方面，QNAP TS-466C搭載了雙2.5G網口，支持鏈路聚合，最高能夠提供5Gbps的有線連接速度，與目前主流路由器的接口配置相匹配。

▲除此之外，QNAP TS-466C還提供了3個USB 接口，其中前後各有一個USB 3.2 Gen2（10Gbps）接口，背部還有一個USB 2.0接口。

▲QNAP TS-466C標配8GB DDR4筆記本內存，受限於CPU，其以2933MHz頻率運行，同時其還預置了一個DDR4筆記本內存插槽用於升級，intel官方標稱N6005 處理器CPU最高支持16GB內存容量，實測至少支持24GB（8GB+16GB）內存容量，估計32GB也沒問題。

▲另外，拆下QNAP TS-466C的外殼，便可看到其兩個M.2 SSD插槽，兩個插槽均爲PCIe 3.0x4規格。

▲考慮到NAS中的SSD均爲24小時使用，且很多朋友會直接選擇發熱量更高的PCIe 4.0規格SSD使用，威聯通爲其配備了兩個鋁製散熱裝甲，以保障SSD能夠長久穩定運行。

SSD：希捷酷玩520&希捷酷魚530

▲這裏我使用了兩塊希捷的PCIe 4.0的SSD，分別是希捷酷玩520 1T版與希捷酷魚530 1T版，兩款固態均擁有180 萬小時 MTBF 以及高達 600 的TBW，十分適合NAS使用，這裏我們簡單介紹一下這兩款SSD的其它關鍵參數：

▲希捷酷玩520採用了定製版的羣聯Phison PS5016-E16主控，東芝96層堆疊BiCS4 3D TLC NAND顆粒，同時採用了兩顆海力士的DDR4內存顆粒組成了1G緩存。

▲這款SSD採用了靜態SLC和動態SLC混合結構，性能表現十分優異。實測其順序讀取速度爲5107MB/s，順序寫入速度4834MB/s，隨機讀寫855/959k IOPS。

▲希捷酷魚530採用了羣聯的Phison PS5027-E27T主控，東芝162層堆疊BiCS6 3D NAND TLC NAND顆粒，採用了HMB無緩方案。

▲實測希捷酷魚530讀取速度爲7314MB/s，順序寫入速度6250MB/s，絕對處於目前PCIe 4.0 SSD的第一梯隊。

HDD：希捷 酷狼NAS硬盤 4Tx4

▲在機械硬盤方面，我同樣選擇了專業硬盤廠家希捷的酷狼NAS硬盤，這款硬盤是專爲NAS應用場景打造的，主要有以下核心競爭力：

• 最高支持8盤位

• 3年內原廠數據恢復服務一次

• CMR傳統磁記錄

• 7*24小時全天候運行

• 180TB/年用戶工作負載

• 支持IHM希捷酷狼健康管理軟件

• 支持AgileArray智能陣列技術

• 3年質保

▲希捷酷狼硬盤採用了傳統磁記錄方式（CMR），相較於成本較低、擦除+覆寫數據的操作需要磁頭寫入兩次數據的疊瓦式磁記錄方式(SMR)而言，CMR硬盤更不易爆緩存，因此即使面對長時間、大容量的文件寫入也不會有明顯的速度波動，且CMR尋道時間更短，因此更適合頻繁讀寫。

▲希捷酷狼硬盤支持最高8盤位的RAID支持，輕鬆滿足非企業級NAS2-4-6-8盤位的容量，其所採用的AgileArray智能陣列技術擁有先進的電源管理技術，專爲多用戶環境和高強度工作而設計優化網絡存儲，支持在多盤位環境中實現雙面平衡和RAID優化，從而提供可靠性和系統的可擴展性。

▲NAS的使用場景基本都是7*24全天候運行，且多塊硬盤靠的很近，無論是共振還是積熱都會影響硬盤的性能與壽命。爲了滿足這種苛刻的使用場景，希捷酷狼硬盤內置了RV旋轉振動傳感器，並與磁盤的動態飛行高度技術相結合，可糾正外部振動，避免不同硬盤間因震動而彼此影響，在多硬盤系統中提供始終如一的高性能和可靠性。

希捷酷狼硬盤優秀的振動控制還能夠有效控制噪音與發熱，進一步提高硬盤穩定性，使其適合，同時，它擁有180TB/年的用戶工作負載，簡單來說，每塊硬盤每年提供3600部50GB的藍光原盤文件寫入量負載，平均故障間隔時間(MTBF)100萬小時，輕鬆滿足家庭用戶甚至中小企業的需要。

各種RAID、儲存池、卷的區別

如何選擇合適的RAID建立儲存池

▲通常情況下，不同傳輸協議的硬盤間無法組建RAID，本次使用的QNAP TS-466C共有用4個SATA硬盤，因此，我們可以從JBOD、RAID 0、RAID 1、RAID 5、RAID 6、RAID 10間選擇。簡單總結下，數據不重要，想要提高讀寫性能則選擇RAID 0，數據很重要，則請從RAID1、RAID 5、RAID 6、RAID 10選擇。新手的話，直接選擇靜態卷、RAID 5即可。選擇好RAID或者單盤模式，也就建立好了儲存池了。

▲緊接着便是不同卷類型的介紹了，一個儲存池可以擁有多個卷，這點可以簡單理解爲一塊硬盤可以擁有多個分區。

QNAP QTS系統可在靜態卷、精簡卷、厚卷間選擇，如果硬盤容量較小，則使用精簡卷比較合適，而如果像我這樣使用4個4TB組建的JBOD（硬盤首尾相連，組建一個超大儲存池），則會超過精簡卷的最大空間，因此我個人建議選擇使用厚卷。

精簡卷、厚卷因爲需要提供快照，Qiter等功能的技術支持，其需要預留一定的儲存空間閒置，性能也會有約20%的下降，而靜態卷不會有空間利用率的損耗，也不會降低讀寫性能，但是，其不支持快照等高級儲存池功能。

▲在配置卷容量這裏，我最終選擇的是厚卷，爲了使用快照等功能對數據進行備份，我們要爲儲存池預留閒置空間，這裏個人建議開始時不要超過容量紅線。

▲而在磁盤運行狀況的菜單中便集成了希捷IronWolf Health Management軟件，直譯就是酷狼健康管理軟件，其內包括了硬盤健康方面的預防與干預功能。可以直接對硬盤進行固件升級，同時還可以使用IHM軟件中的Seagate Clean功能執行數據自檢(DST)，進而自動修復損壞扇區。另外，IHM軟件還可以查看NAS的工作負荷，讓用戶進一步瞭解硬盤的健康度，做到數據的即時備份與硬盤的及時更換，進一步提升數據儲存的安全可靠。

▲同時QNAP QTS系統還可以對其上的SSD進行健康檢測，讓用戶能夠在SSD壽命將盡前提早更換SSD，避免數據損失。

SSD作爲高速緩存或儲存池使用

緊接着，我們聊一下SSD在NAS中的使用方法。

▲首先SSD可以爲NAS提供高速緩存，在儲存與快照總管中，選擇左側儲存菜單欄裏的高速緩存加速選項便可開始進行配置。

▲顧名思義，SSD高速緩存加速其實就是利用SSD固態硬盤作爲緩存中介，利用SSD高隨機讀寫、高順序讀寫速度的特性提升NAS儲存池整體性能的一種技術。

▲這裏我們可以同時看到希捷酷玩520 1T版與希捷酷魚530 1T版我們可以選擇將單盤設置爲高速緩存，也可以使用兩個SSD組成RAID，爲儲存池提供高速緩存。

▲QNAP QTS系統支持將SSD高速緩存設置爲只讀、讀寫、只寫三種緩存類似，其中只要有寫入的應用場景，那麼則建議在受保護的RAID類型（RAID 1、RAID 5、RAID 6、RAID 10）間選擇，其實放在兩盤位就只能選擇RAID 1了，這有這樣，在某一個SSD損壞的時候，纔不會造成數據丟失。

▲而如果是隻讀類型的高速緩存，則可以選擇設置RAID 0來進一步提升性能。

▲再之後，我們會進行細節配置，SSD預留空間建議默認即可，而如果你的整個儲存池擁有虛擬化或者數據庫應用，則建議選擇隨機I/O，而如果是文件服務或者流媒體服務，則選擇所有I/O更好。

▲創建SSD高速緩存時會刪除SSD上的所有數據，且刪除高速緩存SSD之前需要在管理頁面停用並刪除SSD高速緩存，這點很重要！

我最終的選擇是使用希捷酷玩520 1T版單盤只讀高速緩存，這是因爲有緩盤在高佔用的情況下性能下降要比無緩盤更輕，而高速緩存可以說是時刻待命中的工作方式。而希捷酷魚530 1T版則被我做成了純SSD緩存池，未來用作虛擬化應用。

▲建立完了SSD高速緩存之後，我們便可在高速緩存加速選項中開啓或關閉服務，系統也會自動統計高速緩存的命中率歷史記錄。

▲而SSD除了作爲SSD高速緩存之外，還可以獨立作爲儲存池或者與HDD放在一起，組成自動分層的Qtier儲存池使用。

▲Qtier是威聯通家的獨門絕技了，它將SSD固態硬盤以及HDD機械兩種不同的硬盤合併爲一個靈活的自動分層存儲池，經常訪問的數據會被自動移到讀寫最快的SSD固態硬盤中，不常用的文件會被移到較慢且容量較大的HDD機械硬盤中，從而提升數據處理任務的效率。相較於SSD高速緩存而言，不僅沒有損失SSD的儲存空間，還提供了類似的強勁性能與高“命中率”，而代價則是一旦開啓了Qtier功能則無法禁用，也就無法單獨拆下SSD來做其它用途了。

▲這裏再附上威聯通官方對Qtier，全SSD，SSD快取三種SSD主流用法的對比，供大家參考。

▲這是我最後組建完畢的QNAP TS-466C的儲存狀況，我用了4塊希捷 酷狼NAS硬盤 4T組成了JBOD並用希捷酷玩520 1T版做了單盤只讀高速SSD緩存，而希捷酷魚530 1T版做了SSD單盤用於後續虛擬化等應用。

快照與3-2-1備份機制

緊接着，我們來聊一聊快照與3-2-1備份機制。

快照如何保護用戶數據

快照 (Snapshot)是Linux系統中一種強大的數據備份和恢復工具，類似於遊戲中的存檔，可以記錄NAS在某一時間點的所有狀態，換句話說，就是給此時此刻的NAS拍了一張照片，快照也因此得名，方便用戶在意外刪除或修改文件時，能夠快速恢復數據。

快照主要可分爲寫時複製(Copy-On-Write,COW)和寫時重定向(Redirect-On-Write,ROW)等多種方式。

▲QNAP的QTS系統採用了區塊快照技術，簡單來說，這種記錄方式只會記錄數據更改，更加節約空間，且用戶既可以徹底恢復全部文件到快照時間點，也可以恢復個別文件或文件夾，大幅提升的數據保存、恢復的效率。

▲用戶既可以主動快照存檔，也可以設置定時自動存檔，如每天一次，每週一次，同時，對於特別重要的數據節點，也可以在主動快照時勾選永久保存此快照版本。

▲而將快照文件備份到另一臺異地的NAS，也是3-2-1備份機制中重要的組成部分，緊接着，我們就來好好聊一聊3-2-1備份機制吧。

3-2-1備份機制簡介

3-2-1數據保護策略是數據安全領域的一項經典準則，它在企業級數據保護方案中扮演着基礎角色。即便在個人用戶層面，這一原則同樣適用，爲數據安全和災難恢復提供了堅實的保障。

具體來說，3-2-1規則建議我們對關鍵數據至少保留三個備份，並且這些備份應該存儲在兩種以上的存儲介質上，其中至少一個備份需要放置在遠離原始數據存儲地點的位置。這樣做的目的是爲了防範任何單一事件導致數據的全面丟失。

首先，擁有三個數據備份意味着除了原始數據外，還應有兩份額外的備份，它們可以位於不同的服務器、網絡附加存儲設備、硬盤或雲存儲服務中。這樣的安排確保了即使發生意外，數據也不會全部丟失。一般而言，本地NAS+網盤+移動硬盤即可提供3個數據備份。

其次，使用兩種或以上的存儲介質，比如一個內置硬盤和一個外接存儲設備，可以減少因存儲介質故障而導致的數據丟失風險。每種存儲介質都有其特定的故障模式，多樣化的存儲介質可以降低這種風險。這裏重點提及一句，平時放在SSD上儲存的數據，一定要備份一份在HDD上，HDD損壞後找回數據的可能性，要比SSD大非常多。

最後，異地備份是保護數據免受物理災害如火災、洪水或盜竊影響的關鍵。確保至少有一份備份存放在遠離原始數據存儲地點的位置，可以大大提高數據的安全性。這裏有兩種方法，一種便是剛纔已經提到的通過異地NAS進行快照備份或同步，另一種則是將數據儲存在移動硬盤中，加密後定期郵寄到異地保管。

遵循3-2-1數據備份原則，可以幫助用戶在數據保護方面節省大量的時間和資源，確保數據的完整性和可用性。

以QNAP HBS3爲例，說下多重備份怎麼做

▲威聯通的Hybrid Backup Sync 3（HBS3）是目前市面上功能最爲齊全，整合度最高的NAS數據備份、同步軟件之一。

▲使用威聯通的Hybrid Backup Sync 3（HBS3）軟件，用戶可以輕鬆地實現數據的備份、恢復和同步。這款應用集成了多種備份選項，包括通過USB一鍵備份、Time Machine備份以及遠程備份技術如RTRR。用戶可以便捷地將威聯通網絡存儲系統（NAS）上的數據備份或同步到另一臺威聯通NAS、遠程服務器或者雲服務。

▲而如果選擇將文件備份到遠程的NAS服務器或雲盤中，可以直接在HBS3軟件上設置同步作業，其支持自動同步到遠程NAS、Rsync、FTP、CIFS/SMB等遠程服務器，或者備份到百度網盤、Amazon S3、騰訊雲、阿里雲、WebDAV、Google Drive、Microsoft OneDrive、華爲雲、Dropbox等諸多雲空間中，這裏就不一一列舉了。

功能更爲強大的QuTS hero系統

▲威聯通主要有兩套系統，分別是今天我演示的民用級QTS系統，以及商用級的QuTS hero系統，目前威聯通已經官宣TS-466C、TS-464C2、TBS-464、HS-264、TS-664這5款NAS均支持升級到QuTS hero 5.2系統。

▲QuTS hero擁有更強大的快照系統、更專業的權限管理，更齊全的快取功能，同時支持在線數據壓縮，在線重複數據刪除，系統斷電保護等功能，且其數據安全性也比QTS更好。其中壓縮去重功能我最爲喜歡，我很多視頻或工程文件調用的素材都是同一個，能省下不少空間。舉個最簡單的例子，如果多開10個10G 大小的相同虛擬機，QTS會佔用100G，QuTS hero則僅會佔用10G並且不影響任何一個虛擬機工作。

不過，QuTS hero採用了專業儲存常用的ZFS文件系統，而非QTS使用的Ext4文件系統，因此切換系統的同時需要切換文件系統，直接後果便是NAS中的數據會全部丟失，因此升級前務必進行完全備份。

目前QNAP TS-466C已經發布了內測版QuTS hero系統，如果後續有時間會爲各位進行演示，個人建議NAS新玩家還是等正式版的QuTS hero系統發佈後再進行升級。

總結

不僅國內的雲盤有數據泄漏，數據丟失，運營商跑路的風險，國外雲盤同意有類似的風險，所以NAS或其它設備搭建私有云，將自己的重要數據儲存在私有云上十分重要。

同時，遵循3-2-1規則對重要數據進行多介質、異地備份是保護重要數據十分重要，它基本上能夠保證數據的萬無一失。

工欲善其事必先利其器，選擇合理的數據保存設備同樣十分重要，本次使用的QNAP TS-466C是經過市場腥風血雨考驗的老牌NAS廠商新旗艦，性能與穩定性上自然不用擔心，最近更是得到了QNAP商用系統QuTS hero的下放，可玩性得到了大幅提升。

而希捷的酷狼硬盤更是專爲NAS使用場景打造的CMR盤，安靜、發熱低、穩定性強，還擁有IHM希捷酷狼健康管理軟件與AgileArray智能陣列技術的加持，可以說十分可靠。而希捷酷玩520與希捷酷魚530也都是國際一線存儲品牌的主流產品，無論是主控與顆粒的來源，還是硬盤固件的調校都可圈可點，同樣適合在NAS中使用。

好了，以上便是本文的全部內容，希望對你有所幫助，我是黃昏百分百，我們下次見。