בניית NAS\מאגרשת DIY ושימוש ב-unRAID – לא מסובך כמו שחשבתם

מסתבר שבנייה עצמאית של מאגרשת (NAS) והתקנת התוכנה unRAID היא לא מסובכת כמו שזה נשמע, ואף נותנת יתרונות משמעותיים שאין אותם ...

7:00
  /  
26.01.2011
  
מאת: שלומי אסף
הקדמה

הקדמה

מהפכת המדיה הדיגיטלית, מזרימדיות ומחשבי הקולנוע הביתי יחד עם הכניסה החזקה של תוכן בהפרדה גבוהה יצרו צורך חדש של מקום לאחסון. קיים הגיון ביצירת מתקן אחסון אחד לכל בני הבית כי המכשיר דואג לשרידות המידע, חוסך בחשמל ומנהל נכון יותר את המידע הזורם ברשת הביתית. נושא השרידות מקבל חשיבות יתרה נוכח הכfמויות האדירות של מדיה דיגיטלית שאנו צוברים, ותמונות מחיינו נערמות בספריות דיגיטליות ובהרבה מקרים אנו כלל לא מדפיסים אותן.
לא רחוק היום בו אנשים יחזיקו ברשותם מספר מזרימימדיות בסלון, בחדר שינה וגם אצל הילדים. פריסה כזו דורשת לאחד את המידע במקום אחד ולשלוף אותו דרך הרשת, וכאן נכנס לפעולה המאגרשת, NAS באנגלית (Netwok Attached Storage).


המאגרשת שבניתי. לידו – בקבוק שתייה של 1.5 ליטר

במקביל למאגרי רשת יעודיים כמו ה- +Synology DS411, ישנם פתרונות ליישום דומה על גבי מחשב, ישן או חדש, המשמש בעצם כשרת למטרת אחסון מידע. היות ואין צורך בכוח עיבוד רב לביצוע הפעולות, רכיבי המחשב יהיו זולים יחסית.
יישום שכזה מוזיל משמעותית את העלות הכוללת וניתן להגיע להוזלה של עד כ-50% במחיר, כפי שנראה בהמשך. ההוזלה משמעותית אף יותר אם לוקחים בחשבון כי במאגרשת לשוק הביתי מספר הכוננים קבוע מראש (בד"כ 4) ואילו בפתרון מבוסס מחשב אין מספר מוחלט, המחשב דינמי וניתן לשינוי בכל עת בעלות פחותה משמעותית, ולכן החיסכון בטווח הרחוק גדל.

סקירה זו מתמקדת בפתרון למשתמש הביתי אשר צורך מדיה. לא מדובר על הפתרון הכי מהיר שיש אלא לפתרון אשר מבצע את העבודה, נוח ליישום, מאפשר הרחבה עתידית במינימום השקעה ומוזיל את העלות הכוללת באופן משמעותי.

פתרונות התוכנה הפופולאריים כיום בתחום הינם OpenFiler, unRaid, ו-FreeNAS.

unRaid

בסקירה זה נתמקד במערכת אותה בחרתי, שהיא ה-unRaid גרסא 4.5.6. למרות שמערכת זו אינה חינמית בגרסאותיה המתקדמות היא מיועדת לאחסון מדיה ונפוצה בקרב משתמשי המדיה סנטר/מזרימדיות.
למערכת יתרונות בתחומים הנוגעים בעיקר למשתמש הביתי, המערכת נמצאת בפיתוח ושיפור מתמיד, קיימים מספר רב של תוספים לשיפורה וישנה קהילה פעילה לייצור תוספים.
המאפיינים הבולטים של המערכת הם:

  • שילוב של כוננים בעלי מהירות, ממשק וגודל שונים
  • מערכת הקבצים (ReiserFS) ניתנת לקריאה בחלונות (לאחר התקנת מנהל התקן)
  • שחזור קל מאסון
  • התקנה קלה ותמיכה נרחבת

רקע

מערכת ה-unRaid מבוססת על פתרון יחודי ואיננה RAID קלאסי, כאשר שאר המערכות הינן מבוססות RAID 5.
הטכנולוגיה של unRaid דומה לטכנולוגיית RAID 3/4, כלומר בפועל כל יחידת מידע תישמר על כונן פיזי אחד ולא תיפרס על מספר כוננים וכונן הזוגיות הינו כונן אחד אשר מיועד מראש לעניין.

חשוב לציין ש-UnRaid אינה מערכת המיועדת לחברות וארגונים, ביצועי המערכת יהיו בהכרח איטיים יותר ממערכת מקבילה בתצורת RAID5 וזאת עקב שיטת יישום השרידות של המערכת.
בכתיבה למערכת UnRaid כאשר מופעלת שרידות מתבצעות בפועל 4 פעולות I/O ולכן התהליך איטי יותר, 4 הפעולות הן קריאה מהכונן שכותבים אליו, קריאה מכונן הזוגיות, כתיבה לכונן שכותבים אליו, חישוב הזוגיות מחדש וכתיבתה לכונן הזוגיות באם צריך.
בקריאה קוראים מכונן אחד בלבד ולכן המהירות תהא המקסימום של הכונן בעוד ב-RAID5 קוראים במקביל ולכן הביצועים מהירים יותר ממהירות הכונן עצמו.

בתמורה נקבל חסכון משמעותי בחשמל, גישה לקריאה של קובץ תפעיל כונן אחד בלבד ולכן כל האחרים יישארו סטטיים ולא יסתובבו. כמו כן, נשמור על המארז קריר יותר ושקט ועל אורך חיי הכונן.
ניתן לחשוב על זה כעל מכונית משפחתית מול מכונית ספורט. המכונית המשפחתית תספק ביצועים סבירים שמתאימים לרוב האוכלוסייה בעוד מכונית הספורט תספק ביצועים יותר טובים אך עלויות התפעול שלה יהיו יקרות יותר.
מערכת unRaid מתאימה בעיקר למשתמשים ביתיים. המאפיין העיקרי של מערכות ביתיות הוא "כתוב פעם אחת, קרא הרבה פעמים", מה שמאוד מתאים לשימוש כשרת מדיה ביתי.

חסרונות:

  • גישה זו הינה איטית יותר מגישת RAID 5. הדבר מתבטא בעיקר בכתיבה למערך, בניה מחדש של כונן הזוגיות, חישובים נוספים ביצירת זוגיות ועוד.
  • כונן הזוגיות עובד קשה יותר באופן יחסי לשאר הכוננים. המשמעות היא קיצור חייו של הכונן ביחס לשאר הכוננים במערך, וחסרון זה אופייני גם למערכי RAID שלא משתמשים ב-Stripping.

יתרונות:

  • במקרה של תקלה ב-2 כוננים או יותר לא יהיה אובדן של כל המידע, וזאת בניגוד למערכת מבוססת RAID 5. יתרון זה הינו משמעותי למשתמש הבייתי שלא עוקב באופן רציף 24 שעות אחר המערכת וזה בעצם אומר שהשרידות גבוהה יותר.
  • חסכון בחשמל והארכת חיי הכוננים. כל קובץ נשמר על כונן פיזי אחד וקריאה מכונן אחד בלבד מאפשרת SpinDown של הכוננים האחרים.
  • שילוב של כוננים בעלי מהירות, ממשק וגודל שונים מאפשרים למשתמש ביתי שאגר במהלך השנים מספר כוננים קשיחים לצרף אותם למאגר אחד ובכך להוזיל עלויות.
    יתרה מכך, אפשרות זו יוצרת מצב בו שדרוג אינו מטלה מסובכת, והוספה של כונן קשיח חדש בעל נפח שונה או ייחודי (כמו למשל של 3TB) דורשת חיבור פשוט. מצאתם כונן ישן שנמצא בבוידם? אין בעיה! מחברים בזריזות ומפעילים – ההיפך המוחלט מהוספת כונן למערך ב-RAID5.
  • העובדה כי מערכת הקבצים קריאה בחלונות יחד עם העובדה כי כל קובץ מאוחסן על יחידה פיזית אחת מאפשרת פירוק של המערך בקלות וביעילות לעומת RAID5 שם התהליך עלול להיות ארוך ומסובך.

כל הסיבות שצויינו ביתרונות מאפשרות חסכון בזמן בכל מיני משימות שנתקלים בהן במהלך השימוש במערכת.

רשיונות

ל-unRaid קיימים שלושה סוגי רישיונות:

  • גירסת BASIC – גרסא זו ניתנת להורדה ללא תשלום, מספקת תמיכה ב-3 כוננים כאשר 2 כוננים ישמשו לאחסון ואחד ישמש ככונן הזוגיות.
    גירסה זו לא תומכת בשימוש בכונן Cache ולא תומכת באבטחה ברמת משתמש.
  • גירסת PLUS – מחיר $69, מספקת תמיכה ב-6 כוננים כאשר 5 כוננים ישמשו לאחסון ואחד ישמש ככונן הזוגיות. גירסה זו תומכת בשימוש בכונן Cache ובאבטחה ברמת המשתמש.
  • גירסת PRO – מחיר $119, מספקת תמיכה ב-20 כוננים כאשר 19 כוננים ישמשו לאחסון ואחד ישמש ככונן הזוגיות. גירסה זו תומכת בשימוש בכונן Cache, אבטחה ברמת המשתמש ו-Active Directory.

ניתן לשדרג מגרסאת PLUS לגרסאת PRO בכל שלב בעלות של 59$.

נכון למועד כתיבת המאמר קיימת הנחה של 10$ ברכישת רישיון, הנחה זו קיימת כבר מספר חודשים.

מפרט וכוננים

מפרט המערכת

המפרט שנבחר הינו מפרט מבוסס מעבד אינטל סלרון בתושבת 775.
ניתן ליישם פתרון מבוסס ATOM מכיוון שאין צורך בכוח העיבוד המיותר ונוכל לחסוך בחשמל. בסקירה לא יושם פתרון זה מהסיבה שלוחות האם מבוססי ATOM לשוק הביתי הינם בסיסיים ביותר וחסרים בהם תוספות שיכולות להתברר כקריטיות בעתיד. אציין רק שקיימים לוחות ATOM מתקדמים, למשל חברת Supermicro, מחירם גבוה והם מיועדים לשרתים. הלוח שנבחר למפרט זה הוא לוח מהסדרה המתקדמת של אינטל לשנת 2009, ומכיוון שעכשיו 2010 המחיר שלו אטרקטיבי.

הדרישות הבסיסיות מהמפרט:

  • צריכת חשמל נמוכה
  • מספר רב ככל האפשר של יציאות SATA
  • יציאת eSATA ו-USB 3.0 – יתרון
  • כרטיס מסך מובנה
  • כרטיס רשת מובנה 10/100/1000

המפרט שנבחר:

דגשים

  • יוחסה חשיבות יתרה למספר יציאות ה-SATA, רצוי מנימום 4 ועדיף 6. ברוב לוחות ה-ATOM תמצאו 2-3 יציאות, מה שיצריך רכישת כרטיס הרחבה ל-SATA ובזבוז ערוץ PCI שגם ככה בד"כ יש רק אחד. 4-6 יציאות SATA מבטיחות שקט בתקופה הראשונה ושדרוג קל מאוחר יותר בעזרת חריץ PCI-Express המהיר.
  • המארז צריך לקבל תשומת לב יתרה, במיוחד נושא פיזור החום ומספר הכוננים. במארז שנבחר ישנם 3 תאים לכונן 3.5" ו-2 תאים לכונן 5.25", כלומר 5 מקומות לכונן קשיח.
    בעזרת "מוד" קטן נוספו עוד 2 מקומות לכונן 3.5" ובנוסף נרכש מארז קטן מ-e-Bay (ראו תמונה) בעלות של 170 ש"ח המכיל 3 תאים 3.5" לא נשלפים בתוך יחידה המתאימה ל-2 תאים בגודל 5.25". ניתן לקנות מארז קטן עם קירור אישי ו-Hot Swapכתוספת (אני לא צריך Hot Swap).
    בסה"כ יש כרגע במארז מקום ל-8 כוננים קשיחים. הוספת כוננים נוספים צריכה להיעשות בזהירות – חישוב זרימת האוויר והטמפרטורה קריטי. מארז זה מספק זרימת אוויר מעולה ובבדיקות שנערכו במהלך פעולה הטמפרטורות תקינות.
    בנוסף ישנם שני חיישני חום ומסך קטן בקדמת המארז המציג את הטמפרטורה שהם מודדים.


פתרון זול מ-eBay עם מאוורר שקט ואיכותי

  • סה"כ עלות הרכיבים כ-1400 ₪ (ללא התוספת בסעיף הקודם). מפרט זה הינו אחד מרבים שניתן להרכיב ואינו בהכרח הטוב ביותר.
  • קיימת אופציה לרכישה של רכיבים משומשים. למי שיש את הסבלנות הדבר יכול להוזיל את העלות משמעותית.
  • שימו לב, מדובר במפרט מעל הממוצע לצרכים ביתיים עם מקום ל-8 כוננים.
    מי שצריך פחות יכול להסתפק במפרט ATOM עם מארז ל-5 כוננים אשר יספק 6 טרה אחסון בהנחה שמדובר על 4 כוננים של 2 טרה וכונן אחד למטמון.
  • דגש לגבי ספק הכוח, מדובר בספק בסיסי ולא חסכוני בחשמל. מומלץ להשקיע עוד 200 ₪ לספק איכותי יותר. במידה ומדובר במערך עם 6 כוננים או פחות הוא יעשה את העבודה ללא בעיות, אבל ככל שעולים במספר הכוננים מומלץ ספק חזק יותר שיוכל להתמודד בקלות עם Peak-ים בצריכת הזרם.

 
המארז שנבחר: Apevia X-QPack2

כוננים קשיחים

הכוננים הקשיחים במארז יוצרים רעש, חום ומבזבזים חשמל.
unRaid מבצע SpinDown לכוננים כאשר אלו אינם בשימוש וזאת מכיוון שתמיד ניגשים לכונן אחד בקריאה לרוב הכוננים יהיו ב-SpinDown. השאיפה היא למצוא את האיזון בין חסכון בחשמל, רעש וחום לבין ביצועים טובים ולכן בבניית המערך נשלב שימוש בכוננים מהסדרה הירוקה והסדרה השחורה של חברת Western Digital. שימו לב, אין זו המלצה להשתמש בכוננים אלו – זו בחירה אישית, ובנוסף המיתוג הנוח של הסדרות מקל עלי בכתיבת הסברים לסקירה.

הסידרה הירוקה מתאפיינת בחסכון בחשמל (ולכן פחות חום) ופעולה שקטה יותר. בתמורה נוותר על ביצועים ונקבל בממוצע קצב העתקה של 60-90MB לשנייה בחלונות.
הסדרה השחורה מתאפיינת בביצועים (לשוק הביתי). בתמורה נשתמש ביותר חשמל, נחמם את המארז ונעשה אותו יותר רועש ונקבל בממוצע קצב העתקה של 100-140MB לשנייה. 
בנוסף קיימת הסדרה הכחולה שנמצאת באמצע מבחינת צריכת חשמל מול ביצועים.

כאמור, היתרון בשימוש ב-UnRaid הוא שאנו לא מוגבלים לשימוש בסוג ספציפי של כונן. המגבלה היחידה היא שאנו חייבים להשתמש בכונן בעל הנפח הכי גדול בתור כונן הזוגיות.
ההמלצה הרווחת היא דווקא לא לרכוש כוננים זהים מאותו יצרן באותו זמן, כי הדבר יכול לגרום לכשל של מספר כוננים במקביל, ולכן רצוי לרכוש על פני זמן ואם יש צורך לרכוש באותה תקופה אז לא מאותו יצרן/דגם.


מבט מאחד החלונות השקופים של המאגרשת

כונני האחסון
כוננים אלו מטרתם לאחסן את המידע. כמובן שעדיף שיהיו כמה שיותר מהירים אך עלותם הנמוכה יחסית של הכוננים מהסדרה הירוקה ביחס לביצועים שלהם שמה אותם ללא ספק בראש הרשימה.

כונן הזוגיות
תהליך הכתיבה לכונן הזוגיות הוא תהליך נוסף שמאט את תהליך הכתיבה. כונן הזוגיות הינו הכונן הכי פעיל במערך הכוננים וככזה רצוי שיהיה כונן מהיר.
בסקירה זו נשתמש בכונן מהסדרה השחורה בנפח של 2TB בתור כונן הזוגיות. כונן זה נחשב ככונן מהיר לשוק הבייתי.
מכיוון שמחיר הכונן יקר ב-300 ₪ מכונן מקביל מהסדרה הירוקה נבצע השוואת ביצועים בין מערך הכוננים כאשר כונן הזוגיות הינו כונן מהסדרה הירוקה מול מערך בו כונן הזוגיות הינו כונן מהסדרה השחורה. השוואה זו תציג בפנינו את העלות מול התועלת ברכישת כונן מהסדרה השחורה.

כונן מטמון (CACHE)
בגירסאות בתשלום קיימת אופציה לשימוש בכונן מטמון. כונן זה ישמש כחוצץ בין מידע חדש שנכנס לבין הכוננים במערך, וכל פיסת מידע חדשה שנכנסת תרשם לכונן המטמון בלבד ולאחר תקופה מוגדרת המידע יועבר לתוך המערך.
הרישום הראשוני מתבצע ללא עיבוד כלשהו, ישירות לכונן המטמון, ולכן הינו מהיר יותר.
תיאורטית נקבל את המהירות של הרשת/כונן המטמון לפי הנמוך מביניהם.

שימו לב – כונן המטמון איננו חלק מהמערך, אין שימוש במערך הכוננים ובפרט אין רישום בכונן הזוגיות ולכן לא ניתן לשחזר את המידע שבכונן המטמון במידה והוא אבד לפני כתיבתו למערך.
כונן המטמון הינו הכונן הפעיל ביותר במערכת, יותר מכונן הזוגיות, ולכן נמצא ברמת סיכון גבוהה לקריסה וסביר שיקרוס לפני הכוננים אחרים. יש לקחת זאת בחשבון כאשר מתזמנים מועדי ניקוי מטמון.

השימוש בכונן המטמון יעיל בזמן ההעתקה, אך המידע צריך לעבור לתוך המערך כך שבסופו של דבר תאלץ המערכת לבצע עיבוד וחלוקה של המידע ורישומו בכונן הזוגיות.
ע"י ניהול נכון של מועדי ניקוי המטמון, בהתאם לאופי השימוש בשרת, ניתן לבצע עיבוד זה בזמנים מאוחרים יותר, למשל בלילה, וכך בעצם לא "להרגיש" את הפעולה, כל זאת במידה וכונן המטמון גדול מספיק להכיל את המידע שנצבר בין פעולות ניקוי המטמון.
ניתן להגדיר באופן ספציפי אילו ספריות שיתוף יעברו דרך מטמון ואילו לא ובכך למזער את הסיכון.
המידע שבמטמון זמין בכל רגע וניתן גם באופן ידני לבצע ההעברה, בנוסף בכל העברת מטמון נרשמות כל ההעברות בקובץ לוג.

התקנה, בדיקות והשיתוף ברשת

התקנה

התקנת המערכת מהירה, כ-5 דקות וסיימתם:
יש לפרמט את ה-Disk On Key למערכת הקבצים FAT32, להעתיק לשם קבצים כפי שמוגדר באתר, להגדיר ב-BIOS הפעלת מחשב דרך USB וזהו המערכת באוויר.
הגדרת הכוננים לוקחת יותר זמן. אם הכוננים חדשים אין צורך להמתין אך אם הכוננים עברו שימוש יש לפרמט אותם ולכתוב 0 על כל ביט בכונן אחרת אלגוריתם השרידות לא יעבוד.
פירמוט כזה הכולל מחיקת כל הביטים לוקח כמובן זמן. זה תלוי בגודל הכונן ויכול לקחת חצי שעה עד כמה שעות.
אם אתם צריכים להעתיק מידע למערך רצוי לא להגדיר כונן זוגיות בהתחלה, להעתיק הכול, ואז להוסיף כונן זוגיות למערך – מה שיחל תהליך סינכרון כונן זוגיות באופן מיידי. סינכרון כונן הזוגיות במערך שלי לקחה 13 שעות, ההליך ארוך מכיוון שהליך הבניה הוא בעצם חישוב של אלגוריתם השרידות לכל המערך.

הגדרת השיתוף, משתמשים וצריכת חשמל היא מהירה אם אתם יודעים מה אתם עושים. אני למדתי את הנושא מ-0, מה שצרך כיום-יומיים של קריאה, ניסוי וטעייה. המערכת דורשת הבנה בשביל להגדיר פרמטרים מתקדמים ולנצל אותה במלואה, ויש לקרוא את המדריך (Wiki) באתר החברה אשר כולו באנגלית.

ביצועים

הביצועים נבדקו בעזרת 2 תוכנות: תוכנה בשם Crystal Disk Mark גירסה 3.0 ותוכנה שנבנתה במיוחד ובעצם מבצעת העתקה של הקובץ כמו העתקה רגילה בסייר של חלונות אך מבצעת זאת 10 פעמים ומודדת את הממוצע המשוקלל לפי משך הזמן שעבר. גודל הקובץ שבעזרתו בוצעה הבדיקה הינו 2.48GB.
למעשה, בשימוש ביתי, כל מה שמעניין הוא קצב המשיכה בפועל של קובץ יחיד וכן קצב המשיכה בפועל של מספר קבצים לקליינטים שונים.
תוכנת CDM מבצעת בדיקות I/O נרחבות יותר ומיועדת לבחינת ביצועים מקיפה, ורוב הבדיקות שהתוכנה מבצעת לא רלוונטיות לצרכים שהוגדרו ולכן לא תהיה התייחסות לנתוני הפלט של תוכנה זו. מי שעדיין מעוניין יכול לצפות בנתונים אלו בטבלה המצורפת.

בוצעו 3 סטים של בדיקות:

1. בדיקה כאשר כונן הזוגיות הינו כונן מהסדרה השחורה.

2. בדיקה כאשר כונן הזוגיות הינו כונן מהסדרה הירוקה.

3. בדיקה ללא כונן זוגיות (אין שרידות והכתיבה מתבצעת ישירות ללא עיבוד).

שתי הבדיקות הראשונות יציגו בפנינו את ביצועי המערכת כאשר בזמן ההעתקה מתבצעים כל החישובים ליצירת המידע אשר אנו זקוקים לו לשחזור המערך, במילים אחרות שרידות. ההפרש בין שתי בדיקות אלו ישקף את השיפור שנקבל משימוש בכונן מהסדרה השחורה ככונן הזוגיות ונוכל לבחון האם ההפרש הכספי מצדיק זאת.
שימו לב שמדובר על העתקה לשרת, בקריאה מהשרת אין חשיבות לכונן הזוגיות מכיוון שלא נעשה בו שימוש.

הבדיקה האחרונה תשקף העתקה למערך כאשר קיים כונן מטמון או כאשר איננו מעוניינים בשרידות, כתיבה בבדיקה זו מתבצעת כאשר לא מוגדר כונן זוגיות במערכת ולכן כל החישובים הנלווים לא מתבצעים אך לא ניתן לשחזר את המידע באם אבד.

תוצאות כתיבה

בדיקה 3, באופן טבעי, מתאפיינת בביצועים הכי טובים, ומהירות הכתיבה שנמדדה היא 60.43MB לשנייה
(MB = Mega Bytes).
מהירות זו תלויה במהירות הרשת והכונן ותשתנה ממפרט למפרט. זוהי מהירות הכתיבה שנקבל אם נשתמש בכונן מטמון.
בדיקות 1 ו-2 הן ללא ספק איטיות יותר. בבדיקה 1 נמדד קצב העתקה של 31.5MB לשנייה בממוצע ובבדיקה 2 קצב של 32.5MB לשנייה בממוצע.
ניתן לראות כי אין הבדל משמעותי בשימוש כונן זוגיות מהסדרה השחורה לעומת סדרה ירוקה!
ברחבי האינטרנט קיימות דעות סותרות בנושא. ב-Wiki של unRaid ממליצים לבחור כונן מהיר בתור כונן הזוגיות אך בפורומים לא ממליצים. צוואר הבקבוק הוא הכונן הירוק שכותבים אליו. לכן בעצם אין משמעות לנושא במפרט שלנו ואז גם אין שיפור בביצועים.
מתי כן יש משמעות? כאשר אנו כותבים במקביל ל-2 כוננים. לדוגמא, כאשר שני מחשבים ברשת מנסים לכתוב מידע וכל מחשב שולח את המידע לכונן פיזי אחר. במקרה כזה יורגש שיפור משמעותי בביצועים ובנוסף כאשר כל הכוננים במערך הם מהסדרה השחורה אז כמובן עדיף כונן זוגיות מסדרה זו. תופעה מוזרה היא שבדיקה 2 יותר קצת מהירה מבדיקה 1. ניתן להסביר תופעה זו בכך שהכונן מהסדרה השחורה מסתובב יותר מהר ולכן יוצא מסינכרון (ההעתקה בוצעה מכונן מהסדרה הירוקה).

תוצאות קריאה

מבנה הכוננים ב-unRaid בנוי כך שלמעשה המהירות שנקבל היא מהירות הכונן עצמו. זאת בשונה מ-RAID 5, שם מידע נרשם על פני מספר כוננים ולכן הקריאה שלו מתבצעת במקביל מכולם והמהירות גבוהה יותר. אין משמעות אם המערך מוגדר עם כונן זוגיות או בלי, המהירות זהה בכל קונפיגורציה ותלויה באופן בלעדי במהירות הרשת ו\או הכונן.
כל הבדיקות נעשו על כונן מהסדרה הירוקה ובכולן נתקבלו תוצאות קריאה של 81.5MB לשנייה בממוצע בעקביות.
תוצאות אלו אמורות להזרים ללא שום קושי כל תוכן BluRay הקיים כיום.

הזרמה בפועל

ביצועים זה יפה, אבל המטרה העיקרית היא הזרמה ולא רק למחשב אחד אלא במקביל.
בדקתי את המערכת כאשר היא מספקת תוכן ל-3 צרכנים שונים בו זמנית: מחשב נייד i5, מחשב נייח i7 ומזרימדיה HDX1000.
המחשב הנייח מחובר ברשת GIGA, ה-HDX ב-10/100 והנייד ברשת אלחוטית מסוג G.
המחשב הנייד ניגן כל הזמן באופן קבוע סרט ברוחב פס ממוצע של 10 מגה ביט (Mega Bit) לשנייה.
המחשב הנייח והנייד שידרו במקביל כל פעם קובץ אחר מתוך 2 קבצי בדיקה שנעשה בהם שימוש.
2 הקבצים שנבדקו היו קובץ בלו ריי של קזינו רויאל עם ממוצע של 46 מגה ביט לשנייה ופיקים של 69 מגה ביט לשנייה וקובץ m2ts בגודל 3 ג'יגה עם ממוצע של 20 מגה ביט לשניה ופיקים של 28-30 מגה ביט לשניה.

בכל הבדיקות לא קרה פעם אחת שסרט נקטע. נכון שיש חוצץ (Buffer) אבל הבדיקות נערכו לאורך זמן וחוצץ לא יעזור לאורך זמן אם מדובר בבעיה מהותית ולא רגעית.
נוסו מספר תרחישים כאשר תמיד המחשב הנייד ניגן את אותו הסרט בלי להפסיק ואף פעם לא הייתה בעיה בהזרמה. המחשב הנייח והמזרימדיה נוסו בתרחישים הבאים:

  • הזרמה של אותו קובץ פיזי (3 ג'יגה) מאותו כונן קשיח ובאותו זמן – תקין.
  • הזרמה של קובץ קזינו רויאל וקובץ 3 ג'יגה מכוננים שונים לכל מכשיר (2 בדיקות)- תקין.
  • הזרמה של קובץ קזינו רויאל מ-2 המכשירים – תקין.

כל הבדיקות יצאו תקינות, והבדיקה מראה כי כל סרט בלו ריי, אפילו התובעני שביותר, ירוץ חלק בהזרמה. ניתן אפילו לנגן 2-3 כותרי בלו ריי במקביל! שימו לב מדובר על בלו ריי, לא ריפ של בלוריי שקודד מחדש אלא בלו ריי מלא.
מכיוון שרוב הסרטים הם 20-25 מגה רואים שניתן לשדר בלו ריי ברשת 10/100 וגם אם יש פיקים החוצץ ידאג שהם לא יורגשו.


שיתוף

unRaid תומך במספר פרוטוקולים, לרבות SMB ו-NFS.
במקור המערכת נבנתה לשתף תכנים בסביבת חלונות ובמיוחד ל-SMB, ולאחרונה נוספה תמיכה ב-NFS. פרוטוקולים רבים, כגון FTP ו-uPnP קיימים בצורת תוספות שיש להתקין.
ישנן מספר צורות לשתף תוכן, חלקן פשוטות וחלקן פחות. השיטה המעניינת ביותר היא שיטה ייחודית ל-unRaid הנקראת "שיתופי משתמש" (User Shares). שיטה זו מתייחסת לכל המערך כאל כונן אחד גדול אשר מורכב מספריות אב שנמצאות בבסיס (root) של כל כונן: ספריית אב היא בעצם "שיתוף משתמש" והיא משותפת ברשת (ניתן להגדיר ספריות לפי עומק ולא רק ספרית אב), והתוכן של הספרייה פרוס על מספר כוננים בהתאם לפרופילים מוגדרים לניהול הכונן. שיטה זו יעילה בניהול חשמל וכוננים אך איננה אינטואיטיבית וקשה להבנה בתחילה.
לדוגמא, אם יש לנו במערך 2 כוננים והגדרנו שיתוף משתמש בשם Movies זה אומר שבכל כונן תהיה ספריה בשם Movies כאשר סרט שנעתיק לספריה יישמר באחד מהכוננים בהתאם לפרופיל שנקבע מראש. אם בספריית הסרטים אנחנו מקטלגים לתת ספריות לפי ז'אנר הסרט (פעולה, קומדיה…) ניאלץ לקבוע רמה אחת גבוהה יותר של "שיתוף משתמש" וכך הספריות שנעתיק יחולקו על פי מה שבתוך הז'אנר ולא מה שבתוך Movies. קצת לא אינטואיטיבי אבל לא מסובך. שיטת שיתופי המשתמש מתקדמת מאוד ומאפשרת שליטה מלאה במערכת ובכך ניתן להגיע לתוצאות גבוהות של יעילות בנושא צריכת חשמל, חלוקת משאבים, אבטחה, מידור ועוד. יש לקרוא לעומק את המדריך באתר בשביל להבין אותה ולממש את הפוטנציאל שבה, והרחבה בנושא תדרוש סקירה בפני עצמה.

התמונות הבאות ממחישות את הנושא. בתמונה הבאה רואים את התוכנה Midnight Commander כפי שהיא מופיעה במסך ה-Telnet. שימו לב שבצד שמאל רואים את כל הכוננים הקשיחים, Cache וכוננים 1-3 כאשר הכונן החמישי לא קיים באופן וירטואלי כי הינו כונן הזוגיות.
הספרייה User היא בעצם "שיתופי המשתמש" שהגדרתי. זוהי ספריה וירטואלית שלא קיימת בתור כונן אך אם נמפה אותה או כל ספריית בת שלה בחלונות נקבל כונן בגודל של כל המערך (4  טרה). כמובן שכל העתקה לספריה זו או לבנותיה תלווה בהעתקה לכונן המטמון ותחולק בהתאם למדיניות שהוגדרה, והעתקה ישירות לכוננים האחרים תהיה ישירה ללא מטמון וללא ניהול לפי המדיניות אך עם שרידות, כלומר אנחנו נהנים מ-2 העולמות.
אני הגדרתי את הכוננים הפיזיים כ"משותפים אך בלתי נראים", כלומר אני לא אראה אותם אלא רק את ספריות המשתמש אבל אם אקיש את הכתובת הישירה שלהם אגיע אליהם.
הספרייה User0 היא בעצם ספריית User ללא התוכן שנמצא כרגע בכונן ה-Cache. הספרייה swap בתוך שיתופי המשתמש היא קובץ פנימי של מערכת ההפעלה. שמתי אותו שם אך דאגתי לא לשתף אותו ולכן ב-Telnet יראו אותו כי הוא פנימי, בחלונות לא.


שימו לב, בחרתי למפות ככונן רק את השיתופים Movies ו-Series, בשביל להגיע לאחרים צריך לרשום את הכתובת
ידנית או לגשת דרך Network. בנוסף, כל כונן קיבל שיתוף פרטי וניתן לגשת אליו למרות שב-Network הוא חבוי.

ממשק המשתמש, צריכת החשמל וסיכום 

ממשק משתמש

ממשק המשתמש מאוד פשוט. אין שימוש בגרפיקה מתקדמת, כל הממשק מורכב מטקסט ודי מזכיר אתרים מסוף שנות ה-90. הפריע לי שביצוע Login לממשק מתבצע ללא אבטחה, כלומר אם תתחברו לממשק דרך רשת WiFi מבית קפה כלשהו יוכל כל אדם עם תוכנה מתאימה ללכוד את הכתובת, שם המשתמש והסיסמא של השרת שלכם ולעשות בו כרצונו.
הניווט בממשק יחסית נוח אך יש לציין שהוא מכיל את האופציות הבסיסיות ביותר לניהול המערכת. נמצא שם את המסך לניהול המשתמשים, ניהול השיתוף, ניהול הכוננים ומסך כללי להצגת הסטטוס וכיבוי והדלקה של המערך.
אם נרצה לדעת אילו תהליכים רצים, מהי טמפרטורת המעבד, סטטוס SMART, לוג מערכת וכדומה לא נוכל לקבל זאת מהממשק אלא נצטרך לעבוד קשה דרך פקודות לינוקס או להיעזר בקהילה.
אל דאגה, כאן הקהילה דאגה לתוסף יעיל שנקרא unMenu. תוסף זה הוא ממשק נוסף לממשק המקורי ובתוכו תמצאו מספר רב של אופציות לניהול והצגת נתונים. הממשק אינו תחליף מלא אך הוא הכרחי, ובעזרתו ניתן להתקין תוספים רבים ולקבל מידע על המערכת (טמפ' מעבד, זיכרון ועוד) בקלות של לחיצת קליק. הממשק מתחבר בפורט 8080 ואינו מוגן בסיסמא בכלל, זה אומר שלא מומלץ להפנות את הפורט הנ"ל אליו כך שתהיה גישה מהאינטרנט לממשק.
בחנתי את שני הממשקים דרך האינטרנט והתגובות היו מהירות מאוד.
ממשק נוסף הוא ממשק ה-Telnet הפרימיטיבי. מדובר כמובן ב-Command Line ולכן דרוש ידע מוקדם בלינוקס בשביל להשתמש בממשק זה. הממשק מאפשר גישה למערכת כאילו אתם עובדים מולה פיזית. בדקתי את הממשק עם תוכנת PuTTY דרך האינטרנט והתגובות היו מהירות, גם כשהשתמשתי ב-Midnight Commander.


המסך הראשי של unRaid, כאשר הטמפרטורה מופיעה בכוכבית זה אומר שהכונן במנוחה
ולא מסתובב. אם המערכת תבקש טמפרטורה הכונן יחל להסתובב.


מסך שיתופי המשתמש, אפשרויות הגדרה נרחבות.

תוספות

unRaid היא מערכת הפועלת תחת Linux Slackware, גרסא ותיקה ונפוצה.
עובדה זו מאפשרת שליטה על UPS ואף תוכנות מורכבות כגון תוכנה לקידוד וידאו והזרמתו למכשירים ניידים, קליינט ביטורנט, שרת FTP ועוד.
התוספות הפופולריות ניתנות להתקנה בקלות ע"י ממשק ה-Web בתוסף unMenu שגם הוא תוסף למערכת. הכוונה היא שפשוט צריכים ללחוץ 2-3 קליקים וזה מותקן.
תוספת שימושית שמגיעה Built-In הינה Midnight Commander שהיא בעצם גרסת לינוקס ל-Norton Commander הזכור לאלו שחיו בתקופת ה-DOS ומאפשרת שליטה מלאה דרך השרת/Telnet. נחמד היה לראות לאחר כ"כ הרבה שנים שבאופן אוטומטי לחצתי F8 כשרציתי למחוק קובץ, דברים לא נשכחים כ"כ בקלות. חיוך


המסך הראשי של unMenu


תוספת לשליחת הודעה כאשר ישנה תקלה (הותקנה דרך unMenu), במקרה הנ"ל הכונן בטמפרטורה של 44 מעלות.
אל דאגה, מדובר בכונן של WD עתיק יומין שידוע בקושחה קלוקלת, מד הטמפרטורה לא אמין.

צריכת חשמל

כפי שהוזכר, unRaid מנהל את הכוננים הקשיחים כך שכונן שלא בשימוש נמצא במצב שינה ולכן ישנו חסכון בחשמל. ניתן להגדיר את הזמנים בהם הכוננים יעברו למצב שינה, ניתן גם להגדיר קבוצות כוננים כך שישנה שליטה מוחלטת ובנוסף בעזרת שימוש נבון במערכת השיתוף ("User Shares") החכמה ניתן לדאוג שהקבצים ימוקמו בצורה כזו שצריכת החשמל תהיה מינימאלית.

כאשר כל הכוננים במצב שינה (Spun Down) נמדדה צריכת חשמל של 43.5W בממוצע.
לפי חישוב של 48 אגורות לקוט"ש העלות לשעה (באגורות) הינה: (48/1000) * 43.5 = 2.088  .
כלומר, בחודש נשלם בממוצע כ-15 ₪ על מכשיר במצב מנוחה.
מכיוון שרוב הזמן המחשב במצב זה, וגם כאשר הוא פעיל רק כונן אחד או שניים מסתובבים סביר להניח שהממוצע האמיתי הוא טיפה מעל הסכום לעיל אך קרוב אליו.
כאשר כל הכוננים "התעוררו" (3 מסדרה ירוקה, 1 שחורה ו-1 כחולה) נמדדה צריכה של 73W בממוצע כאשר לא מתבצעת פעילות כלשהי, משיכת מידע מהשרת (העתקה) העלתה את הצריכה בכ-6-8W.

חשוב לזכור שזוהי צריכת המארז למפרט הזה ספציפי. כל מפרט והצריכה שלו.


מאגרשת קריר ונעים…

מה בעתיד?

סקירה של ההיסטוריה של המערכת מגלה כי המערכת מתפתחת בקצב מהיר, היוצר קשוב לקהילה ומפתח תוספות לפי דרישה.
הגרסא היציבה נכון לכתיבת שורות אלו היא גרסא 4.5.6 ובמקביל לפיתוחה קיימת גרסה 5 בשלב הבטא שלה. לא בחנתי גרסה זו אך ממשק המשתמש אמור להיות שונה ועשיר יותר בגרפיקה בנוסף לשינויים אחרים.
המערכת עצמה יציבה ולכן אינני צופה שינוים בליבה או בביצועים ורוב השינויים יהיו קוסמטיים או כאלו שמוסיפים תאימות לפרוטוקולים, חומרה וכדומה.

סיכום

מערכת ה-unRaid מספקת מגוון אפשרויות לניהול הרשת הביתית, היא עובדת Out of the Box לאחר התקנה ומאפשרת למשתמש ללא ידע להתקין אותה ולקבל שיתוף ובאותו הזמן למשתמש מתקדם יותר להגיע לתוצאות שהוא רוצה באופן מדויק, במיוחד ברשתות שרוב השימוש בהן נעשה דרך חלונות.
המערכת מספקת ביצועים סבירים ברשת ואם ניקח בחשבון שתפקידה הוא לשמש כשרת מדיה היא מבצעת את התפקיד באופן מעולה. הביצועים ישתנו ממפרט למפרט וסביר להניח שניתן להשיג ביצועים טובים יותר בעזרת שינוי של הגדרות מתקדמות ומפרט שונה אך בשבילי הם מספקים ביחס לעלות.
פיתוח עקבי וקהילת משתמשים רחבה מבטיחים כי המערכת תשמור על תאימות ותשפר את עצמה ביעילות, בנוסף על כל בעיה שעולה תקבלו תשובה בפורום.
המחיר הסופי ששילמתי על התוכנה והחומרה זול משמעותית מכל פתרון אחר באותה קטגוריה במיוחד שלוקחים בחשבון את המודולאריות של מערכת כזו.

לסיכומו של הסיכום – אני מרוצה.

להמשך דיון בנושא בניית NAS\מאגרשת DIY.

 


7:00
  /  
26.1.2011
  
מאת: שלומי אסף

1