用单盘位矿渣设备做NAS的用户挺多,这两天也有朋友遇到了双盘位NAS换盘没办法迁移数据的问题,其实扩容方案很多,各种预算都有合适的方法。
本文和大家分享下NAS扩容的相关知识,也会有不同扩容方案的实际使用数据展示,觉得有所帮助欢迎关注点赞收藏三连哈。
⏹ 目录本文有一定的科普性质,上半段为基础理论知识,下半段为方案汇总与实际数据展示,请按需跳转观看。
⏹ 基础理论知识在讲解具体连接方式前按照惯例先分享下理论知识,资料来源为WiKi百科,按照性能从高到低排序,懒人可以直接跳到下一段“拓展方法汇总”。
1️⃣ 水桶理论
NAS的读写速度依旧躲不开水桶理论,会取参与传输的所有硬件和传输协议中的最低值:
参与传输的硬件比较多,就NAS而言有主板接口、连接线材、硬盘三块。
硬件类型划分跟着接口走,目前硬盘接入分PCI、SATA和USB这三种,这三种下面还有细分不同接口和协议版本,这一段会细说。
2️⃣ PCI-E接口丨固态硬盘
PCI-E接口硬盘存在有三种,分别对应三种不同的固态硬盘:
第一种是和普通电脑一致的NVMe协议M.2插槽,也就是下图所示,中高端NAS一般都有2-4个槽位,用于安装最常见的2280长度固态硬盘。
第二种是U.2插槽,高端NAS和刀片机NAS都有这个接口,U.2固态硬盘当做长得像SATA的NVMe固态硬盘就好,毕竟协议一样,只是更抗揍(耐高温抗震动),并且性能一般更好。
第三种是传统的PCI-E插槽,也就是电脑上插显卡的那种槽,家用型号NAS一般固定接自带的SATA转接卡,没有办法给这类固态硬盘用,了解下有这个东西就行。
在传输速度方面,不同版本PCIe协议也会有不同的性能上限:
PCIe3.0是目前支持固态硬盘安装的NAS主流协议,理论单通道传输速度为8.0GT/s,M.2或者U.2接口正常都是这个。
虽然协议相同,但实际速度会因为接口和通道数量不同而出现差异,主流NAS使用的是x4通道,也就是3.938GB/s,同时还有部分NAS厂商使用多M.2接口共用一个通道的“省钱设计”。
3️⃣ SATA接口丨机械硬盘/固态硬盘
由于固态硬盘价格还是比较高,NAS存放数据的主力还是机械硬盘,SATA接口有三种:
第一种是最普通的SATA接口,家用型号NAS一般是走PCI-E接口连转接卡,普通机械硬盘的接口也是这个。
第二种是SAS接口的机械硬盘,虽然外形还是3.5寸,但接口形态和SATA接口完全不一样,并且不通用,常见于服务器和商用NAS,乔思伯刚出的N2机箱自带的转接卡就支持SAS接口。
第三种是eSATA接口,一般存在于高端民用及商用NAS上,并不能直接接硬盘,需要配合专用的硬盘柜/硬盘笼使用。
单独说一下SATA固态硬盘,SATA固态硬盘的读写性能一般在500MB/s左右,比机械硬盘的100-200MB/s高出一倍多,但是现在新款NAS很多都有M.2接口,所以个人不推荐买这玩意。
在传输速度方面,不同协议同样有着不一样的表现:
普通民用机械硬盘和NAS都是SATA3.0协议,SATA3.0理论最大传输速度为600MB/s,目前大部分SATA接口固态硬盘也就是这个水平的顺序读写。
部分高端民用NAS型号和服务器带eSATA接口,用于连接外置的硬盘拓展柜,速度上限和直连主板SATA接口一致为600MB/s。
服务器和部分转接卡使用的SAS接口性能则更强一些,主流的SAS-3速度比SATA3.0高出一倍,能达到1.2GB/s,同时SAS机械硬盘的性能一般也比SATA机械硬盘强很多。
4️⃣ USB接口丨固态硬盘 机械硬盘
最后就是USB接口,在盘位全满的时候可以外接设备给NAS扩容,也可以在不方便网络传输的时候作为中转,目前接入形式有两种:
第一种是Type-C接口,比较新的NAS可能会自带,协议可能是USB3.2Gen2,也有可能是USB3.2Gen1。
第二种是最主流的USB-A,协议同样有区分,USB3.2Gen2、USB3.2Gen1和USB2.0都有可能是,效率天差地别。
在传输速度方面,USB在协议足够高的时候其实速度不输SATA:
目前在售的JasperLake平台(N5095/N5105这类)原生支持USB3.2Gen2,走这个接口可以实现最高1.22GB/s的传输速度,甚至比SAS-3还高出一些,建议线材长度为一米以内。
当然大部分NAS只有一个USB3.2Gen2口,其他接口正常还是USB3.2Gen1,走这个接口可以实现最高610MB/s的传输速度,和SATA3.0区别不大,建议线材长度为两米以内。
低端和老款NAS才会主用USB2.0接口,传输速度最高只有58MB/s,所以我们在使用的时候尽量避免接错接口,建议线材长度为五米以内。
5️⃣ 对比总结
根据上面的标准参数,可以得出以下结论:
硬盘直连的传输效率最高,这也是为什么我建议大家在入手NAS时优先考虑盘位是否够用。
就传输性能而言,PCI-E直通>SATA直通≥USB,扩容选择比较灵活,具体跟着接入硬件 环境走,能直通就不要用拓展设备。
如果盘位不够没办法直通也问题不大,毕竟USB3.2Gen2的理论传输速度和SATA3.0其实差不多,注意摆放位置和硬件选择这两点即可。
最后提醒各位,扩容的时候需要注意阵列(RAID)问题,第一次使用NAS建议留一快盘配置单盘单存储池使用,用于保证灵活性,特别是黑群晖用户,硬盘编号问题很折磨人。
⏹ 扩容方法汇总接下来展示不同的可选扩容方案,按照预算从低到高排序,按需选择。
1️⃣ USB丨易驱线/硬盘盒
易驱线作为性价比最高的方案,跑过PCDN的朋友肯定不陌生。
适合环境:猫盘和N1这类单盘设备绝配,外接2.5寸和3.5寸机械硬盘或者SATA固态硬盘都可以,可以长期挂在NAS上作为固定存储硬盘使用。
方案优点:便宜且安装简单,SATA接口的机械硬盘或者固态硬盘接上线直连NAS即可使用,正常会被系统识别为U盘。
方案缺点:是对放置环境有一定的要求,共振容易损坏硬盘,传输速度受到NAS的USB接口协议限制,另外3.5寸机械硬盘需要单独接供电线,USB接口质量也会影响传输稳定性。
硬盘盒和易驱线原理几乎一致,不过要比易驱线贵一些。
适合环境:和易驱线一致,同时看着也比易驱线美观一些。
方案优点:插拔方便,相比易驱线更不容易共振,并且可选盘位更多,易驱线只能接一块硬盘。
方案缺点:缺点和易驱线一样,比较看NAS的USB接口质量,如果晃荡的厉害可能会导致数据损坏,传输速度同样受到NAS的USB接口协议限制。
2️⃣ USB丨固态移动硬盘/U盘
移动硬盘和U盘作为传统移动存储硬件,可以和电脑等其他设备共用。
适合环境:如果你的路由器只是千兆传输的慢,亦或者不方便走网络同步多端数据,移动硬盘和U盘绝对是最优的高速中转站,猫盘、WKY这类矿渣盒子也能长期挂着用。
方案优点:移动固态硬盘和U盘可没机械硬盘那么娇贵,拔插很难造成损坏,并且读写性能比机械硬盘强很多,平时挂NAS上没啥问题,需要的时候再拔下来也没事。
方案缺点:这个方案最大的缺点是贵,相信现在买移动机械硬盘的人比较少,大容量的移动固态硬盘和固态U盘可不便宜。
单独说一下自组固态硬盘盒,如果看过上面一段应该就知道,即使是走USB3.2Gen2协议,最高也就1.22GB/s的传输速度,所以建议用二手固态硬盘或者RC10那种便宜货,正常市售的PCIe3.0固态硬盘性能溢出太多,没必要。
3️⃣ SATA丨硬盘拓展柜
硬盘拓展柜相比上面两种比较冷门,毕竟设备不便宜,不在大部分NAS用户的考虑范围。
适合环境:如果你的数据相当重要,并且买的NAS盘数真的不够用了,建议弄个拓展柜,主流NAS厂商都有卖。
方案优点:拓展柜可以当做一个独立NAS,稳 快是最大优点,一般拓展柜走的是eSATA协议或者USB协议,可以实现无损传输,并且和直插使用一样支持在主NAS上做阵列。
方案缺点:除了贵没别的毛病,建议选择和NAS同一厂商的型号,极空间、群晖和威联通都有。
4️⃣ 网络通道丨挂载远程分区
除了上述的物理接入方案以外,远程挂载也是可以的,之前写过CloudDrive就是典型方案。
适合环境:想省钱可以挂载天翼云盘和阿里云盘免费网盘进行扩容,只要你的NAS支持Docker就行。
方案优点:不要钱,无电费和硬盘损耗,同时也不需要外面拖着一堆设备,看着清爽。
方案缺点:免费方案心理得有点数,跑着跑着限流限速很正常,就算开了会员也会受到宽带限制,常规家宽200Mbps下行 100Mbps上行,跑满带宽也就是25MB/s 12.5MB/s的读写速度,连USB2.0都比不过。
除了挂载常见网盘以外,几乎NAS都支持WebDAV、FTP等协议挂载其他设备的共享分区,所以如果你的内网拓扑中有多台NAS且路由器性能足够,互相挂载后打通使用也是不错的选择。
⏹ 实测传输对比理论归理论,实测还是得有的,大家可以参考一下。
PS:顺道吐槽下某些评论,本人跑测试数据只要在正常范围就不会重测,对我的统计有疑问是好事,说明在思考,但建议看清楚再去下判断,我每次的测试环境和工具版本写的很详细,觉得不对可以用相同工具自测并将数据贴评论区共享,被迫害妄想症不可取。
1️⃣ 实测数据
本次测试机使用的是带eSATA接口的极空间Z4S旗舰版,正好能使用上文提到的所有扩容方法,对拷使用的硬盘则是磁盘1的希捷酷狼(ST4000VN008)和一块直通使用的雷克沙NM620固态硬盘。
首先先收集比对数据,从本机内的酷狼机械硬盘复制到雷克沙NM620固态硬盘上,平均速度在145MB/s左右,几乎无变化。
接着反向操作,从本机内的雷克沙NM620固态硬盘复制到酷狼机械硬盘,最开始能跑到300MB/s左右,维持大约两秒开始掉速,后期持续维持在145MB/s左右,多次测试结果相同。
接下来开始实际测试,第一组案例使用绿联USB3.0易驱线接机械硬盘,易驱线走USB-A接口连极空间,测试盘使用的是同款希捷酷狼。
友情提示A:一般易驱线不送供电线,如果想带3.5寸机械硬盘,记得找个路由器这类的供电线,某鱼三五块钱也有卖的。
友情提示B:走易驱线只是免驱识别,如果这块硬盘本身就有创建好的文件系统可能识别不出来,需要格式化后方可挂载使用,一般用NTFS格式就好。
从NAS直通的酷狼拷贝到USB易驱线接入的酷狼,平均速度在150MB/s左右,几乎无波动。
反向拷贝测试,从USB易驱线接入的酷狼拷贝到NAS直通的酷狼,最开始能跑到300MB/s左右,维持大约两秒开始掉速,后期持续维持在150MB/s左右,多次测试依旧是这个数据波动。
第二个组案例设备使用两块移动固态硬盘(TUF三防硬盘盒 ROG S500),顺序读写都是USB3.2Gen2天花板的1050MB/s,分别接极空间前面板的Type-C接口和A口。
这两块测试硬盘由于都是NTFS分区,所以直接插上就能识别并挂载使用,同时存储空闲率都比较高,不存在掉盘或者延迟影响。
从NAS直通的雷克沙NM620固态硬盘拷贝到USB3.2Gen1接入的TUF移动固态硬盘,传输比较奇怪,从开始的450MB/s平滑降速至200MB/s,之后再爬回450MB/s。
反向拷贝测试,从USB接入的TUF移动固态硬盘拷贝到NAS直通的雷克沙NM620固态硬盘,持续维持在450MB/s左右,多次测试结果相同。
最后测试两块USB连接的移动固态硬盘对拷,最开始速度150MB/s左右,后面缓慢飙升到220MB/s左右趋向稳定,多次测试结果相同,确实USB设备相互传输的性能比较差。
第三个案例设备使用硬盘拓展柜,也就是极空间刚出的A4,连接方式为eSATA线直连,使用硬盘依旧是刚才那块NTFS分区的希捷酷狼。
还是那句话,如果选择硬盘柜方案,尽量用你手上NAS自家产品,比如这里Z4S旗舰版在A4开机后可以直接识别使用,可选挂载或者和NAS内硬盘组ZDR阵列。
通过文件管理器可以看到,A4硬盘柜和上文使用的易驱线方案其实一致,并且期间我没有做其他任何操作就可以直接挂载使用。
从NAS直通的雷克沙NM620固态硬盘拷贝到A4上的酷狼,从开始的600MB/s平滑降速至200MB/s,多次测试结果均如此。
反向拷贝测试,从A4上的酷狼拷贝到NAS直通的雷克沙NM620固态硬盘,速度一直平稳保持在600MB/s,多次测试结果相同,这让我比较意外。
第四个案例使用挂载远程分区,Qbittorrent下载到NAS挂载的天翼网盘上,最开始其实能跑满带宽上行,也就是12.5MB/s,几十秒后就会降速到100多KB/s的速度,确实不太行。
所以如果选择网盘作为扩容方式,建议使用NAS厂商合作的云盘,即使不购买会员也不会出现上面这种掉速到100KB/s的情况,数据不太重要的话放着慢慢同步也行。
2️⃣ 汇总对比
为了方便大家比对,这里将上文的测试结果做一个汇总表格,不同品牌NAS可能会因为OSKernel版本和关联Tools不同出现数据浮动,不过各方案间的差别应该大体相同,大家按照自己预算和传输速度需求选择即可。
⏹ 相关设备推荐整理下上文提及的硬件,依旧按照价格从低到高排序。
1️⃣ NAS丨极空间Z4S
简介:本文使用的案例设备,极空间新Z4S是之前老Z4的改款四盘位设备,CPU升级到目前最主流的N5105,内置了两个用于接入NVME固态硬盘的M2槽,双2.5G网口也是紧跟潮流,我个人认为是易用性最强的NAS,推荐上4G版本,觉得内存不够自己加就好了。
2️⃣ 易驱线丨绿联USB3.0版本
简介:看完本文相信大家应该知道易驱线这个神器,只要设备的U口供电稳定即可,建议入手和我同款的USB3.0协议版本,最大顺序读写速度在450MB/s左右,可以适配2.5寸固态硬盘硬盘,内置的ASM225CM芯片也能起到一定的硬盘保护作用。
3️⃣ 移动固态硬盘丨TUF铠甲移动固态硬盘盒
简介:这款硬盘盒主打三防能力,三防标准为最高的IP68,跌落测试使用的是军用MIL-STD-810H标准,正常1.8米高度摔下也不会产生影响。
4️⃣ 硬盘拓展柜丨极空间A4
简介:极空间刚出的硬盘柜,造型和Z4几乎保持一致,支持eSATA和Type-C两种方式接入NAS,支持和NAS上硬盘组ZDR阵列,实测传输数据还不错,如果你的极空间是生产力工具且硬盘位真的不够了,可以考虑入手一台A4作为扩容设备。
5️⃣ 机械硬盘丨希捷酷狼
简介:本文使用的案例硬盘,老演员了,希捷的门脸NAS专用固态硬盘,希捷酷狼全系硬盘均采用CMR技术,使用的AgileArray 技术对NAS有特殊加成,主要在硬盘电源管理和多盘位环境中的硬盘双面平衡和RAID优化,数据比较重要的朋友可以直接上。
⏹ 总结给一拉到底的朋友总结下:
最重要的一点,虽然有这么多的扩容方法,还是建议大家在选购NAS的时候考虑清楚,配置差一点没有关系,但盘位数最好一步到位,个人建议四盘位,单盘容量也建议尽量大一些。
经过理论推导结合实测数据,给NAS扩容最划算的是USB易驱线方案,搭配个二手机械或者矿盘跑跑PT挺香,并且读写速度能和带宽匹配,替换也比较方便。
如果选择易驱线方案,切记看清楚NAS的USB接口协议,别接到USB2.0上面了,速度会很拉胯,USB3.2Gen1就可以跑满机械硬盘。
如果预算允许且数据相当重要,最好还是考虑上eSATA的正经硬盘柜,毕竟稳定而且传输速度有优势,稍微大点的厂商都有适配自己NAS的型号可选。
以上就是本文得出的结论,感谢观看。
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