Файловый сервер — это сервер, который предназначен для хранения и обмена файлами, что в принципе исходит уже из названия. В общем случае файловым сервером может служить самый обыкновенный персональный компьютер имеющий доступ в сеть. Все что нужно сделать для реализации данной функции – это открыть удаленный доступ к папке и разрешить редактирование файлов по сети. Такой вариант возможен для домашнего пользования или для организации с минимумом рабочего персонала.

В реальности, на предприятиях, все обстоит немного сложнее. В случае наличия значительной развернутой инфраструктуры, задача состоит не только в предоставлении доступа к удаленному файловому хранилищу. Дополнительно необходимо реализовать достаточно большое количество функций обеспечивающих удобство и безопасность доступа и хранения информации. Основной задачей является создание раздельных каталогов для доступа различных групп пользователей. К примеру, отдел бухгалтерии не должен иметь доступа к каталогу проектного отдела или отдела кадров. Необходимо разграничить также права на запись или чтение. К тому же, невзирая на значительные объемы хранилищ данных, они не безразмерны. Ввиду этого существует необходимость установки файловых квот ограничивающих объем хранящихся пользовательских данных. Именно такие задачи и возлагаются на файловый сервер.

Рисунок 13 Нагрузка на процессор файлового сервера

Как видно из диаграмм нагрузки, данные аппаратные платформы более чем справляются с возложенными на них обязанностями, даже в моменты пиковой загрузки потенциал аппаратных средств не задействуется на все 100%. Таким образом, физические ресурсы используются нерационально. Фактически, для полноценной работы системы, будет достаточно как минимум вдвое меньшее количество серверов. Но сократить их количество не представляется возможным, ввиду некоторых особенностей. К примеру, в некоторых случаях, невозможно установить несколько программных комплексов в связи с их несовместимостью, или конфликтов по приоритетам доступа к аппаратным средствам. Например, файловые сервера в некоторых случаях удобно использовать на платформе Windows, а специализированные сервера приложение (к примеру Oracle), на Linux. Таким образом, сервис отвечающий за файловый сервер, базирующийся на платформе Windows, уже не сможет совмещать функции сервера приложений на базе Linux, ввиду конфликта программного обеспечения. С экономической точки это является значительным минусом, так как перспективы в использовании избыточных ресурсов практически нулевые.

Еще одним негативным фактором, хотя и незначительным, является занимаемая площадь и потребление электроэнергии. Сервера работают круглосуточно в течении очень большого времени, месяцами, годами, десятилетиями. Индивидуальное энергопотребление каждой платформы относительно мало и не будет превышать одного киловатта в час, тем не менее, если учесть энергопотребление за год, то может выйти достаточно большая сумма. К тому же, при избыточном количестве серверов необходимо выделять большее рабочее пространство, фактически нерационально используя помещение, которое можно было бы использовать для каких-либо иных нужд, вплоть до размещения сотрудников или хранения материальных ценностей.

Помимо указанных выше незначительных недостатков, есть еще некоторые факторы, способные усложнить эксплуатацию подобных систем и стимулирующих к поиску новых решений рационализации работы серверов. Основным из них является необходимость обслуживания парка машин. Чем больше их количество, тем больше это занимает времени и усилий со стороны технического персонала. таким образом (в случае наличия обширной развернутой инфраструктуры), необходимо содержать больший штат. Также, с целью обеспечения бесперебойной работы сервиса необходимо всегда иметь определенный подменный фонд. В идеальном случае все оборудование будет предоставлено однотипными машинами одного производителя. В реальности же так практически никогда не бывает. Как правило, аппаратные платформы представлены различными моделями и, очень повезет, если одного производителя. Таким образом, необходимо держать в запасе достаточно значительную базу, для возможности осуществления ремонта, в случае выхода техники из строя. А это влечет за собой значительные экономические затраты. Более того, со временем аппаратные модули морально устаревают. На рынок выходят новые технологии, несовместимые с устаревшими платформами. Таким образом, со временем станет все сложнее и накладнее находить комплектующие для замены вышедших из строя модулей. И даже в случае наличия необходимой продукции на рынке, ввиду ее индивидуальности, цена на данный товар может значительно превышать стоимость более новых и совершенных решений.

Любое предприятие должно создаваться с перспективой роста и развития. Успешное осуществление этой цели будет подразумевать под собой расширение и наращивание мощностей и инфраструктуры, что неизменно повлечет за собой необходимость модернизации и усиление вычислительных мощностей. В вышеупомянутом случае изменение инфраструктуры может вызвать некоторые затруднения, более того, данные действия может быть сложно реализовать на имеющейся базе. А это означает, что на модернизацию необходимо будет затратить достаточно крупные финансовые средства, вплоть до полной замены всего оборудования.

В итоге со временем, в связи с моральным старением и техническим износом оборудования, перед техническим персоналом остро встанет вопрос о замене аппаратных платформ на новые. Проблема переноса программного обеспечения на новое железо может вызвать ряд неудобств, вплоть до несовместимости новых устройств с устаревшим программным обеспечением. Даже в случае полной совместимости программных комплексов с новым оборудованием, подобная миграция чрезвычайно трудоемкий и длительный процесс.

На время миграции с большой долей вероятности работа предприятия будет остановлена на значительное время. Обусловлено это тем, что придется установить и отладить работу систем, произведя их полную перенастройку фактически с нуля. Таким образом, замена на эквивалентное современное аппаратное обеспечения является нецелесообразной.

Ввиду всего вышеизложенного, для более эффективного использования аппаратных ресурсов и удобства миграции на новые платформы будет рационально использовать технологии виртуализации.

Рассмотрим пример оптимизации существующей системы с помощью технологии замещения физических серверов виртуальными.

Нет похожих статей.

Можно долго рассуждать над тем, каким должен быть файловый сервер небольшой компании, но текущие экономические условия заставляют бизнес искать быстрые, стабильные и дешевые решения. Действительно, хранение информации организации в общей папке стало вполне привычным, однако как его реализовать с минимумом затрат?

Сравним уже используемые решения у наших постоянных клиентов по обслуживанию компьютеров и серверов . Критерии отбора банальны:

• скорость развертывания, т.е. время с момента подачи идеи до получения результата;
• затраты на программную и аппаратную часть, исходя из небольшого офиса в 7 человек с объемом 100 Гб на каждого;
• надежность – вероятность отказа обслуживания и потери информации;
• безопасность, рассматривая в разрезе защищенности данных от потери или нежелательного доступа;
• и масштабируемость, как возможность увеличения количества пользователей, так и наращивания дополнительных сервисов, например резервного копирования.

Общий доступ Windows на одном из компьютеров сети

Наиболее популярный вариант среди маленьких компаний за счет наиболее быстрого внедрения и отсутствия вложений. Действительно, настраивается доступ с минимальными настройками всего за несколько нажатий мыши на любом ПК в сети с операционной системой Windows. Для этого даже не нужно обладать специальными знаниями. Однако, не смотря на свою простоту и заманчивость, недостатки все же перекрывают эти достаточно весомые преимущества.

Во-первых, количество одновременно работающих с общей папкой человек ограничиваются 5-ю. Это ограничение операционной системы, для его снятия следует использовать Windows Server. Во-вторых, скорость работы компьютера, являющимся файловым сервером, при мало-мальски активном использовании общей папки будет раздражать пользователя.

В-третьих, ни о какой масштабируемости и отказоустойчивости речи идти не может, к тому же рабочий компьютер, на котором выполняются повседневные задачи более подвержен вирусному заражению, да и просто выходу из строя.

Поэтому этот вариант можно рассматривать исключительно, как демо-версию возможностей общей сетевой папки на ОС Windows.

Общий сетевой доступ с помощью NAS-устройств

С развитием микроэлектроники большую популярность получили сетевые устройства, выполненные в виде “коробок” с популярным набором функций. Одним из таких решений стал NAS (Network Attached Storage). По сути, это один или несколько жестких дисков, подсоединенных через сетевой контроллер к сети и выполняющий функцию сетевого хранилища, как файловый сервер.

Современные подобные устройства обладают приемлемой ценой (от 200$), неплохим функционалом:

• USB-порты позволят подключить флеш-накопители или принтеры для совместной работы;
• различные протоколы доступа: FTP,Windows CIFS, Apple AFP;
• разделение прав доступа, выполненное, правда, в урезаном виде, но все же позволит защитить данные от хищения;
• а несколько отсеков для жестких дисков позволяет даже создавать программные, но RAID-массивы.

Из недостатков нужно отметить отсутствие возможности устанавливать новые сервисы, например резервное копирование и т.д. – только то, что предусмотрено прошивкой. Поддержка дисков объемов более 3Гб и дополнительные возможности, типа RAID “встанут в копеечку”. Объем оперативной памяти, процессор и прочие комплектующие, влияющие на скорость обмена данными не расширяются, поэтому необходимо еще на этапе приобретения тщательно подбирать характеристики с учетом перспектив использования.

В остальном, устройство вполне может претендовать на следующий уровень после простой общей папки Windows из-за быстроты развертывания и простоты эксплуатации.

Файловый сервер с операционной системой UNIX

Для тех же, кто “вырос” из предыдущих вариантов, а может подумывает над их заменой, предлагаем обратить внимание на полноценный файловый сервер. Мы не будем рассматривать вопрос аппаратного обеспечения – оно может быть изменено в любой момент под потребности каждого конкретного случая. Главный вопрос – это операционная система, которая позволит исключить все недостатки предыдущих вариантов.

Из-за неподъемной стоимости лицензионной Windows Server для небольшого офиса, предлагать ее к рассмотрению мы не будем. Вместо этого стоит обратить внимание на операционную систему UNIX, которая славится своей стабильностью именно при работе в сети. Помимо этого, UNIX-подобная операционная система, обладает рядом преимуществ при использовании в качестве файлового сервера:

• малые аппаратные затраты из-за отсутствия необходимости использования графического интерфейса;
• поддержка большого количества оборудования, стандартов и протоколов;
• настройка новых сервисов в любой момент времени;
• и самое главное – цена.

Часть UNIX-подобных операционных систем распространяются бесплатно, даже для использования в коммерческих целях, что при своей стабильности делает ее практически идеальным вариантом использования в качестве простого файлового сервера. Практика показывает, что при миграции с ОС Windows(вариант 1 с общей сетевой папкой) на UNIX при суммарных затратах в те же 200$ (стоимость настройки), помимо стабильности, организация получала целый ряд преимуществ:

• отсутствие ограничения по количеству пользователей;
• использование даже на устаревшем оборудовании;
• настройка всех необходимых сервисов, в т.ч. не связанных с файловым сервером, например СУБД;
• использование аппаратных RAID-контроллеров для больших объемов данных;
• быстрый ввод в эксплуатацию и такая же быстрая модернизация при необходимости.

Практика же показывает, что настройка полноценного сервера хоть и кажется громоздкой, в итоге оправдывает себя, а за счет использования бесплатных серверных операционных систем позволяет также получить больший функционал за меньшие деньги.

Что такое файловый сервер ? Это машина в сети предприятия, которая содержит общие файлы и папки обмена, антивирусные базы, на которой могут храниться резервные копии пользовательской информации и/или баз данных, в некоторых случаях и сами базы данных так же "живут" на файловых серверах . В общем, файловый сервер - это хранилище файлов, без функций их обработки.

В каждой компании, так или иначе, есть файловый сервер . В больших компаниях для этого выделена отдельная машина с большими и быстрыми жесткими дисками и внедренной системой автоматического резервного копирования информации. В небольших организациях в качестве файлового сервера выступает обычная офисная машина какого-либо пользователя, на которой расположены общие файлы и папки.

В настоящей статье мы поговорим о классическом и альтернативном решении организации файловых серверов для компаний любого масштаба.

Классическое решение файлового сервера , как было сказано выше, есть компьютер с операционной системой. В целом решение хорошее - базовые функции администрирование наличествуют вместе с приобретенной операционной системой, не требуется никаких усилий для внедрения - справится любой пользователь, имеющий минимальный навык работы с Windows.

Пользователей слишком много и исчерпан лимит сетевых подключений к ОС - в версиях XP Professional и ее наследниках Vista Business и т.д. это 10 подключение, а в XP Home и ее наследниках Vista Home и т.д. это 6 подключений. Т.е. периодически пользователи видят сообщение типа "Исчерпан лимит подключений, обратитесь к системному администрату".

Пользователей слишком много и сама машина, на которой расположен файловый сервер перестает справляться с нагрузкой, зависает и т.д., существенно падает скорость работы.

Недостаточная отказоустойчивость - приходит понимание того, что "а если вдруг умрет жесткий диск, что тогда?" или того хуже - диск умирает со всем общим архивом документов предприятия и приходится озадачиваться восстановлением информации с жесткого диска.

Возникает традиционный русский вопрос: "Что делать?!".

В первую очередь появится мысль и она подтвердится консультантами в компьютерных магазинах, что нужно купить дорогой сервер с RAID-контроллерами и много жестких дисков к нему.

Действительно, это хорошее решение, но оно имеет несколько недостатков:

Цена . Во-первых, цена самого сервера, а во-вторых, цена операционной системы и подключений к ней - нельзя забывать о лицензионной политике Microsoft, которая делает разницу - то ли сервер обслуживает 2 машины, то ли 200 - помимо стоимости самой серверной операционной системы, отдельно продаются лицензии на подключение к операционной системе! Наверняка кто-то из читателей мне возразит, что для файлового сервера вовсе не надо приобретать Windows Server, можно поставить бесплатный Linux и будет прав. Но давайте посмотрим на вопрос с точки зрения пользователя в лице небольшой или средней компании, которая не имеет в штате ИТ-специалиста, или его квалификация оставляет желать лучшего - с Windows он справляется, а Linux в глаза не видел? Что тогда делать? Отсюда вытекает второй недостаток:

Поддержка . Будь тот файловый сервер под Linux или под Windows Server - в любом случае поддержка этих операционных систем требует дополнительного опыта и знания от ИТ-специалиста, сопровождающего это оборудование. И хорошо, если этот специалист есть. А если его нет? - принимать на работу человека, когда он, в общем-то, не нужен? Отказываться от внедрения файлового сервера ?

Вот на этой ноте мы и подходим к альтернативному решению.

Сетевой накопитель или сетевое хранилище . Отбрасывая технические описания и переводя на язык понятный любому человеку, далекому от информационных технологий, сетевое хранилище (или Network Storage ) - это черный ящик, к которому с одной стороны подходит сетевой провод, а с другой стороны вставляются несколько жестких дисков.

Фактически сетевой накопитель это тоже компьютер - у него есть свой процессор и установлена операционная система, и т.д. Но этот "компьютер" заточен исключительно под одну функцию - обслуживать жесткие диски, которые к нему подключены - у него нет видеокарты и звуковой карты, нет портов для подключения мышки и клавиатуры, нет привода CD/DVD и еще много чего!

В результате стоимость сетевого хранилища серьезно отличается от стоимости системных блоков, тем более от стоимости системных блоков с хорошими материнскими платами с RAID-контроллерами.

Это есть первый плюс - стоимость оборудования.

Второй плюс - это стоимость программного обеспечения. Ничего покупать не надо! В сетевом накопителе уже встроена операционная система Linux, которая обеспечивает неограниченное количество сетевых подключений.

Третий плюс - поддержка. Не смотря на то, что в сетевом хранилище , установлена операционная система Linux, никаких дополнительных навыков для поддержки от пользователя не потребуется. Управление и настройка сетевого накопителя не сложнее настройки ADSL-модема.

Четвертый плюс - энергопотребление. Сетевое хранилище потребляет порядка 30 ватт в час, против средних 450 ватт обычного системного блока. Понятно, что в нашей стране электроэнергия не есть самая затратная часть бюджета предприятия, но, тем не менее, копейка рубль бережет, а во-вторых, меньшая энергоемкость - повод не тратиться на дорогой ИБП, а выбрать более простой. О том, как выбрать ИБП, подробно описано в отдельной статье.

Пятый плюс - габариты, вес и шум. Сетевой накопитель имеет малые размеры, вес около килограмма и практически бесшумный. Сетевое хранилище можно легко спрятать под подвесным потолком и никто даже знать не будет о его существовании, что бывает очень полезно в случае внезапного нашествия организаций, любящих изымать компьютеры и серверы. Пусть изымут сервер - данные с резервными копиями важнейшей инорфмации все равно останутся! На следующий день ставим новый компьютер, восстанавливаем данные из архивов, находящихся на сетевом накопителе и продолжаем работать. Таким образом обеспечивается общая отказоустойчивость функционирования бизнеса в целом, что очень важно для любой организации вне зависимости от ее масштаба и вида деятельности.

Теперь перейдем к цифрам и посчитаем стоимость организации файлового сервера для организации, в которой предполагается до 20 одновременных подключений пользователей к файловому серверу . В качестве дополнительного условия будем проектировать файловый сервер с двумя жесткими дисками по 1,5 Терабайт, которые будут объединены в RAID-1 (зеркало)

Статья затрат	Системный блок	Сетевой накопитель
Жесткие диски HDD 1.5Tb Seagate Barracuda 7200.11, 7200 rmp, 32Mb	200 $	200 $
Системный блок	300 $	-
Сетевое хранилище D-Link DNS-323	-	200 $
ОС Windows Server Standard	680 $	-
Лицензии на подключение к Windows Server - 20 штук	560 $	-
ИБП APC Back-UPS ES 400VA/240W	-	85 $
ИБП APC Back UPS RS 800VA/540W	235 $	-
Итого	1975 $	485 $

Цифры говорят сами за себя - при достижении одинакового результата стоимость внедрения совершенно разная. Более того - при увеличении количества пользователей разница в цене будет только расти из-за необходимости приобретения лицензий на подключение к Windows Server для каждого нового пользователя!

Так что если Вы всерьез решили приобрести сервер - причем не почтовый, не прокси-сервер, не контроллер домен, а именно файловый сервер - присмотритесь к данному решению.

Если оно Вас заинтересовало - обращайтесь к нам. Мы готовы осуществить поставку сетевых накопителей и оказать услуги по созданию файлового сервера на базе предлагаемого решения.

Введение

Возможно, вы всё же решились и собрались построить свой собственный файловый сервер. Но зачем вообще беспокоиться насчёт выделенного файлового сервера, когда настольные жёсткие диски вашего ПК уже предлагают больше 2 Тбайт пространства? Лично я собрал свой файловый сервер для резервирования данных отдельно от рабочего ПК.

Ещё одна хорошая причина для установки сетевого сервера заключается в облегчении доступа к данным с нескольких компьютеров. Например, если у вас имеется коллекция MP3, и вы хотите слушать музыку из коллекции на HTPC в гостиной комнате, то лучше всего хранить музыку централизованно и прослушивать её по сети.

Модуль Cooler Master 4-in-3 во внешних отсеках корпуса. Он позволил нам использовать на четыре жёстких диска больше, чем стандартно поддерживает корпус. Нажмите на картинку для увеличения.

Конечно, вы можете хранить любую коллекцию файлов на сервере без необходимости копировать многократно ваши данные на несколько систем. Если ваш файловый сервер настроен для использования дискового массива RAID 5 или RAID 6, то он сможет выдержать выход из строя одного жёсткого диска (или даже двух в случае RAID 6) без потери данных - в отличие от информации, хранящейся на единственном жёстком диске настольного ПК.

Почему не NAS?

Существует много различных типов файловых серверов и хранилищ. Самый простой способ хранения данных вне вашего компьютера заключается в использовании внешнего жёсткого диска, который стоит дёшево, работает быстро, а также обеспечивает гибкие возможности подключения. Если ваши данные умещаются на одном жёстком диске, то такой способ будет самым недорогим для резервирования ваших файлов.

Внешние жёсткие диски доступны с разными интерфейсами. Наиболее распространён интерфейс USB 2.0. Он работает не очень быстро (480 Мбит/с), но практически каждый компьютер оснащён портами USB. Ещё один популярный интерфейс - FireWire. Существуют две популярные скорости FireWire: 400 и 800 Мбит/с. Большинство внешних дисков, поддерживающих FireWire, оснащено интерфейсом со скоростью 400 Мбит/с. На практике он оказывается даже быстрее USB. Но, к сожалению, этот интерфейс проигрывает USB по универсальности. Самым современным (и быстрым) интерфейсом для внешних накопителей является eSATA. Он работает на скорости 3 Гбит/с и соответствует при этом производительности внутренних портов SATA; сегодня этот интерфейс даёт большую пропускную способность, чем способен дать любой механический жёсткий диск.

Мой старый файловый сервер. Обычный корпус с хорошим воздушным потоком. Нажмите на картинку для увеличения.

Все эти интерфейсы, благодаря которым накопитель подключается напрямую к компьютеру, являются примером сценария напрямую подключённых хранилищ (direct-attached storage, DAS). Сильные стороны DAS кроются в простоте, производительности и цене. С другой стороны, если основной компьютер выключен, вы не сможете получить доступ к файлам, расположенным на таком хранилище. Ещё одно ограничение следует из прямого подключения к основному компьютеру. Как правило, только этот компьютер сможет обратиться к хранящимся файлам, а если вы попытаетесь предоставить накопитель в общий доступ по сети, то при обращении клиентов к файлам на DAS производительность основного компьютера будет снижаться.

Ограничения напрямую подключённых хранилищ DAS можно обойти, если не подключать хранилище к компьютеру вообще, использовав для этой цели сеть - мы переходим к сетевым хранилищам (network-attached storage, NAS). Если хранилище NAS включено, то вы сможете получить к нему доступ с любого компьютера в сети. Скорее всего, вы будете подключать хранилище через гигабитный сетевой порт (Gigabit Ethernet), которого будет достаточно по скорости для большинства пользователей. Если гигабитного сетевого порта недостаточно, то для ваших задач наверняка потребуется high-end устройство с множеством гигабитных портов, ёмким хранилищем и поддержкой функции объединения портов (teaming).

Хранилища DAS и NAS часто содержат несколько жёстких дисков. Некоторые оснастки позволяют устанавливать пару винчестеров, а некоторые даже ещё больше. Оснастка может поддерживать массивы RAID 0 (чередование, увеличение скорости по сравнению с одним жёстким диском), RAID 1 (зеркалирование, защита от сбоя одного жёсткого диска) или RAID 5 (чередование с избыточностью, увеличивает скорость и защищает от сбоя одного жёсткого диска). Некоторые high-end хранилища могут даже поддерживать массивы RAID 6, которые аналогичны RAID 5, но могут выдерживать выход из строя двух жёстких дисков.

Впрочем, у упомянутых оснасток RAID есть свои ограничения. Стоят они недёшево. Например, хранилище Qnap TS-509 Pro обойдётся в $800 () без жёстких дисков, хотя оно поддерживает массивы RAID 5 и 6. С подобной системой, как и с большинством предварительно сконфигурированных хранилищ, вам придётся использовать предварительно установленное рабочее окружение, которое может быть не таким гибким, как предпочитаемое вами программное обеспечение. Наконец, если некоторые розничные хранилища NAS поддерживают расширение, большинство моделей ограничено одним портом eSATA или парой портов USB.

Что ж, давайте посмотрим, сможет ли обычное компьютерное "железо" достичь тех же целей, что и хранилище NAS.

Конечно, мы имеем в виду другое решение, которое дешевле и обеспечивает большую гибкость: сборка собственного файлового сервера. Причём никаких причин, которые мешали бы вам собрать такой сервер самостоятельно, просто нет. Сборка файлового сервера ничем не отличается от обычного компьютера - точно так же поступают энтузиасты, которые сами собирают свои системы, а не покупают собранные системные блоки в магазине.

Установленный модуль Cooler Master Stacker 4-in-3. Прекрасное устройство, если вы не меняете свои жёсткие диски часто. Нажмите на картинку для увеличения.

Конечно, при сборке файлового сервера придётся принять немало решений. Среди самых важных: какой объём данных вы планируете хранить, какая избыточность вам потребуется, а также сколько жёстких дисков вы планируете использовать. Если вы планируете хранить большие объёмы информации, то мы рекомендуем минимизировать цену одного гигабайта вместо покупки самых ёмких доступных жёстких дисков. Сегодня минимальная стоимость гигабайта наблюдается у жёстких дисков ёмкостью 1,5 Тбайт. Лично мне нравятся массивы RAID 5, поскольку они могут выдержать выход из строя одного жёсткого диска. Если вы планируете использовать больше восьми или десяти жёстких дисков, то лучше собрать несколько массивов RAID 5 на четырёх или пяти винчестерах каждый, либо использовать массивы RAID 6, чтобы защититься от сбоя более одного жёсткого диска.

Корпус

Штатно жёсткие диски устанавливаются в корпус в соответствующие крепления. Обратите внимание на 120-мм нагнетательный вентилятор, обдувающий жёсткие диски. Не менее важно, чтобы передняя панель корпуса пропускала достаточное количество холодного воздуха. Нажмите на картинку для увеличения.

Вам потребуется достаточно крупный корпус, чтобы вместить все ваши жёсткие диски. Впрочем, если вы уже купили слишком маленький корпус, никто не мешает позднее перенести систему в более крупную модель.

Корпус должен обеспечивать достаточное охлаждение жёстких дисков. В принципе, сегодня можно купить разнообразные модели корпусов, удовлетворяющие этому условию. Для первого файлового сервера я взял простой корпус. Он использовал 120-мм вентилятор для охлаждения жёстких дисков спереди, а также предусматривал 120-мм вытяжной вентилятор сзади. К нему я добавил модуль "Cooler Master 4-in-3" с отдельным 120-мм вентилятором для охлаждения жёстких дисков. Этот модуль прекрасно подходит для установки дополнительных винчестеров. Разве что для смены одного жёсткого диска приходится извлекать весь модуль целиком.

Для второго файлового сервера я выбрал две оснастки Supermicro SATA с "горячей" заменой, каждая из которых способна вместить пять жёстких дисков. Они стоят намного дороже модуля Cooler Master, но и предоставляют больше функций. Оснастки Supermicro использовали очень громкий 92-мм вентилятор (который я замедлил с помощью контроллера вентиляторов), поднимали тревогу, если вентилятор остановится или температура поднимется слишком сильно, а также отображали доступ к каждому жёсткому диску. Но, что удобнее всего, оснастка позволяла менять жёсткие диски, не открывая сам корпус, а если операционная система поддерживала "горячую" замену, то и без выключения компьютера.

Сетевой интерфейс

Материнская плата Asus CUR-DLS, два Pentium III 933 и 1,1 Гбайт памяти ECC. Нажмите на картинку для увеличения.

Для файлового сервера не помешает гигабитный сетевой интерфейс Gigabit Ethernet, который ускорит сетевые операции. Не помешает и поддержка jumbo-кадров, если ваш Ethernet-коммутатор и сетевой адаптер буду с ними работать (большинство новых устройств их поддерживают).

Изначально протокол Ethernet предусматривал максимальный размер кадра 1500 байт. Этого было достаточно, когда скорость сети составляла 10 Мбит/с. Когда была представлена гигабитная скорость вместе со стандартом Gigabit Ethernet, служебная информация, связанная с пакетами небольшого размера, стала весьма существенной. Поэтому индустрия де-факто согласилась поддерживать пакеты большего размера - был выбран размер 9000 байт. То есть вы можете передавать такое же количество данных, что и с пакетами стандартного размера, но число пакетов будет в шесть раз меньше, то же самое касается и объёма служебной информации.

На практике вы можете экономить вычислительные ресурсы CPU и повышать пропускную способность с помощью таких jumbo-кадров, если производительность сети является ограничивающим фактором при передаче файлов. Если же ваш коммутатор не поддерживает jumbo-кадры, то пакеты проходить не будут, поэтому данную функцию придётся отключить.

С другой стороны, вы можете купить 8-портовыый коммутатор примерно за $40. Большинство современных материнских плат оснащены поддержкой Gigabit Ethernet "на борту", но если ваша материнская плата не поддерживает гигабитную сеть, то лучше купить сетевую карту PCI-X или PCI Express (PCIe) вместо 32-битной карты PCI. У нас имеется весьма успешный опыт работы с сетевыми картами PCI-X от Intel и Broadcom.

Блок питания

Интерьер корпуса. Конечно, он выглядит не так красиво с четырьмя кабелями PATA, семью жёсткими дисками, приводом DVD и проводами питания. Нажмите на картинку для увеличения.

Внутренние компоненты должны достаточно хорошо охлаждаться. Чем меньше тепла будет создаваться внутри, тем меньше придётся выбрасывать наружу. Поэтому лучше взять экономичные жёсткие диски , которые потребляют меньше энергии, чем стандартные модели. То же самое касается и процессоров - экономичные CPU могут снизить энергопотребление и тепловыделение системы. Мы рекомендуем взять оба варианта.

Кроме того, мы рекомендуем выбрать эффективный блок питания, соответствующий стандарту "80 PLUS". На рынке присутствуют блоки питания стандартов 80+ Bronze (82%) и 80+ Silver (85%) с разумной ценой. Кроме того, важно правильно подобрать мощность блока питания. Жёсткие диски потребляют больше всего энергии во время раскручивания пластин. Хороший контроллер жёстких дисков использует отложенный запуск пластин, чтобы минимизировать этот эффект. Впрочем, мы пока ещё не встречали контроллеры, интегрированные в чипсет, которые бы поддерживали эту функцию.

Оба моих сервера используют блоки питания с эффективностью выше 80%. Первый сервер построен на базе двух 933-МГц процессоров Pentium III, шести 250-Гбайт жёстких дисков и винчестера с операционной системой. Пиковое энергопотребление во время загрузки составляет 214 Вт, а энергопотребление при 100% нагрузке на CPU - 95 Вт. Второй сервер использует два 2,8-ГГц процессора Xeon с пониженным энергопотреблением и шесть 750-Гбайт жёстких дисков плюс винчестер с операционной системой. Пиковое энергопотребление во время загрузки составляет 315 Вт, во время бездействия - 164 Вт, а во время 100% нагрузки на CPU - 260 Вт.

Если у вас не установлено ещё шесть жёстких дисков в массиве или вы не используете очень горячий CPU, то вам не потребуется блок питания с заявленной мощностью выше 400 Вт. Конечно, блок питания должен давать достаточно энергии для различных линий напряжения, которые нужны компьютеру, но покупка модели на 750 Вт и выше станет пустой тратой денег. Да и работать такой блок питания будет менее эффективно, чем 400-Вт модель.

Память

Большинство энтузиастов не очень много времени уделяют надёжности работы памяти. Их больше интересуют тактовые частоты и задержки, которые в данном сценарии менее важны, чем надёжность. Когда данные поступают в файловый сервер или передаются на клиентские компьютеры, они сначала сохраняются в оперативной памяти. Да и данные на диске кэшируются тоже в памяти. Лучшие готовые файловые серверы используют память с коррекцией ошибок (error correcting code, ECC), а самые дешёвые построены на обычной памяти. На мой взгляд, вряд ли имеет смысл собирать высокопроизводительный файловый сервер, и при этом не использовать память ECC.

Карта контроллера Supermicro MV8, вставленная в слот PCI-X. Нажмите на картинку для увеличения.

Память вряд ли можно считать источником постоянных ошибок, но время от времени случайные ошибки могут происходить. По оценкам IBM, у 1 Гбайт памяти случайная ошибка происходит раз в неделю. Причиной подобных ошибок являются альфа-частицы в упаковке памяти и космические лучи. Однако у памяти ECC существует дополнительный механизм, который определяет и исправляет ошибки памяти. Стандартная память ECC может определять все 2-битовые ошибки в 64 битах памяти и исправлять 1-битовые ошибки. Есть контроллеры ECC и более высокого класса, например, которые IBM предлагает с памятью Chipkill.

Ошибки в областях памяти, которые будут перезаписаны перед чтением, либо в неиспользуемых областях памяти проблем не вызывают. Но ошибка памяти, которая каким-либо образом скажется на обработке данных, это уже плохо. Серьёзные серверные материнские платы, например, модели от Tyan и Supermicro, способны фиксировать ошибки памяти в журнале. Менее дорогие материнские платы, такие как Asus CUR-DLS и Asus NCCH-DL в моих серверах, поддерживают память ECC, но не журналируют ошибки памяти.

Есть чипсеты, которые не поддерживают память ECC вообще, и материнские платы на этих чипсетах тоже не будут поддерживать память ECC. Мы рекомендуем использовать только материнские платы с поддержкой ECC и устанавливать в них память ECC. Если вас серьёзно беспокоят ошибки памяти, то лучше всего выбирать материнскую плату с поддержкой технологии IBM Chipkill, которая определяет и исправляет многие многобитовые ошибки и даже может продолжать работу, если один чип памяти даст сбой.

Шины

120-мм вытяжной вентилятор сзади за чёрной решёткой. Нажмите на картинку для увеличения.

Большинство старых материнских плат поддерживают 32-битные слоты PCI, которые подключены к общей шине и совместно используют доступную пропускную способность. Если взглянуть на диаграмму чипсета этих материнских плат, то контроллер Ethernet, контроллеры IDE и SATA - все они подключены к шине PCI. Если сложить пропускную способность дисков и Ethernet, то мы упрёмся в теоретическое ограничение 133 Мбайт/с. Работать наша система, конечно, будет, но всё это приведёт к замедлению файлового сервера.

Существует большое количество старых серверных материнских плат, которые оснащены слотами PCI-X (не путать с PCI Express). Эти слоты более интересны, поскольку они используют шину, которая отделена от 32-битной шины PCI. Если вы установите контроллеры жёстких дисков в слоты PCI-X, то пропускной способности ввода/вывода ничего мешать не будет.

Мой первый файловый сервер использовал материнскую плату Asus CUR-DLS с 64-битными 33-МГц (266 Мбайт/с) слотами PCI-X. Второй файловый сервер был собран на материнской плате Asus NCCH-DL с 64-битными 66-МГц слотами PCI-X, которые поддерживают пропускную способность 533 Мбайт/с - быстрее, чем у шести моих накопителей SATA. Карта контроллера может работать с шиной до 133 МГц, что может дать пропускную способность до 1066 Мбайт/с на новых материнских платах.

Если ваша платформа поддерживает PCI Express, то слоты с количеством линий больше одной окажутся достаточными для домашнего файлового сервера, да и пропускная способность 266 Мбайт/с довольно хороша.

Есть ещё одно потенциальное "узкое место", которое нужно учитывать: соединение между южным и северным мостом на вашей материнской плате. Хотя Asus NCCH-DL оснащена 64-битными 66-МГц слотами PCI-X, связь между мостами осуществляется со скоростью всего 266 Мбайт/с. В теории это должно ограничивать пропускную способность ввода/вывода. К счастью, на практике проблемы с этим возникают редко, да и новые чипсеты обычно поддерживают более высокие скорости интерфейса между мостами.

Контроллер

Оснастки для жёстких дисков Supermicro. Им требуется всего два подключения питания. Я добавил контроллер вентилятора к каждой оснастке, чтобы замедлять скорость вращения. Нажмите на картинку для увеличения.

Многие современные материнские платы оснащаются шестью портами SATA 3 Гбит/с. У старых моделей может быть меньше портов, да и они могут использовать менее скоростной стандарт SATA 1,5 Гбит/с. Так что высока вероятность, что вам придётся докупать в систему карту контроллера.

На рынке можно найти разнообразные карты контроллеров с разными интерфейсами. Что касается новых систем, то наиболее популярны карты с интерфейсом PCI Express. Данный интерфейс обеспечивает значительную пропускную способность, а старый интерфейс PCI-X даёт достаточную пропускную способность для старых систем. Для менее дорогих систем можно использовать 32-битную шину PCI, хотя она будет ограничивать производительность.

Существуют обычные карты-контроллеры накопителей (host bus adapters) и RAID-контроллеры. Если использовать терминологию Linux, то карты RAID можно разделить на две группы: FakeRAID и настоящий RAID. Если карта выполняет вычисления информации избыточности XOR самостоятельно, то её можно считать настоящим RAID-контроллером. Иначе она будет использовать CPU для этих вычислений и программные драйверы.

Наш новый сервер использует карту Supermicro SAT2-MV8 с восемью портами SATA 3 Гбит/с. Это контроллер с интерфейсом PCI-X, который может работать с частотой до 133 МГц. Карта весьма приятная, с хорошей программной поддержкой. Мы выбрали её по той причине, что наша материнская плата не имеет портов SATA 3 Гбит/с, но оснащена слотами PCI-X.

Мы также приобрели простую карту-контроллер HBA Rosewill с четырьмя портами SATA 1,5 Гбит/с. Она использует 32-битный интерфейс PCI, хотя может работать с интерфейсом на 33 и 66 МГц. Карта поддерживает конфигурации JBOD, которые и требуются для программного RAID. Наша плата Asus NCCH-DL оснащена контроллером Promise PDC20319, то есть ещё одним простым HBA, однако он не поддерживает JBOD, поэтому был бесполезен в данном случае.

Мы использовали две PCI-карты Promise PATA. Они распложены на выделенной шине, к которой не подключены другие устройства. Нажмите на картинку для увеличения.

Неплохо также проверить поддержку под Linux вашего контроллера (если вы планируете устанавливать эту систему на ваш файловый сервер). Для этого следует узнать модель контроллера накопителей на карте и проверить поддержку его под Linux. Конечно, если производитель карты предоставляет драйвер под Linux, то вам повезло.

Жёсткие диски

Мы рекомендуем жёсткие диски SATA. Они сегодня доступны в больших ёмкостях, да и стоят весьма доступно. Архитектура SATA относится к типу "точка-точка", то есть пропускную способность интерфейса с другими устройствами делить не придётся. Я собрал свой первый файловый сервер на жёстких дисках с параллельным интерфейсом ATA (PATA), при этом к каждому каналу я подключил два винчестера. Но если один жёсткий диск выйдет из строя, то контроллер, скорее всего, запишет в сбойные диски оба винчестера на канале и повиснет. Если вы купите приличный RAID-контроллер PATA, то он наверняка будет поддерживать по одному жёсткому диску на канал, чтобы предотвратить эту проблему. Конечно, в случае PATA придётся смириться с мешаниной кабелей. Это одна из причин, почему индустрия перешла на интерфейс SATA.

Центральный процессор

Asus NCCH-DL. Два процессора Xeon (SL7HU) с пониженным энергопотреблением работают на 2,6 ГГц. Нажмите на картинку для увеличения.

Для файлового сервера вам вряд ли потребуется суперскоростной CPU. Но неплохой идеей можно считать установку более одного процессора. Один CPU будет нагружен расчётом информации избыточности (необходима для RAID 5), а если же вы выбрали RAID 6, то процессору придётся выполнять ещё больше расчётов, на что потребуется больше ресурсов CPU.

Наш первый файловый сервер использовал два 933-МГц процессора Pentium III. Мы наблюдали 100% загрузку CPU во время перестройки массива RAID, поэтому мы рекомендуем более быстрые процессоры. Второй файловый сервер использовал два 2,8-ГГц процессора Xeon с поддержкой Hyper-Threading, при этом мы так ни разу и не видели, чтобы оба ядра получали 100% загрузку CPU.

2-ГГц двуядерного процессора AMD, скорее всего, будет достаточно. Конечно, новые процессоры работают более эффективно, поэтому если у вас есть под рукой более современная платформа, то вы сможете сэкономить энергию и получить вместе с тем лучшую производительность.

Если бы я покупал новый процессор для файлового сервера сегодня, то наверняка выбрал бы медленный и дешёвый AMD Phenom II. Причина кроется в том, что сам процессор стоит дёшево, материнские платы под него тоже стоят весьма разумно, процессор работает без сильного нагрева, а чипсеты материнских плат, как правило, поддерживают память ECC и Chipkill.

Мой новый файловый сервер на основе Cooler Master Stacker. Спереди можно заметить две оснастки Supermicro SATA c "горячей" заменой, в каждую из которых можно установить до пяти жёстких дисков. Нажмите на картинку для увеличения.

UPS

Независимо от выбранного "железа", вам следует использовать UPS, чтобы система была защищена от сбоев электросети. Можно купить дешёвый UPS, но качественный блок бесперебойного питания окупит себя в долгосрочной перспективе. Как минимум, UPS должен позволить вам выключить файловый сервер стандартным образом до окончания заряда UPS, что требует три-пять минут автономной работы. Ещё приятно и то, что у большинства UPS присутствует защита от перенапряжения в сети.

Цены

Конечно, разброс цен довольно существенный, и в итоге затраты на файловый сервер зависят от требуемого объёма для хранения данных, а также от "железа", которое лежит у вас без дела. Ниже приведена смета типичного файлового сервера энтузиаста.

• Корпус: $150 за модель, схожую с моим Cooler Master Stacker 810. При выборе учитывайте возможность установки большого количества жёстких дисков.
• Блок питания: $50 за 350-Вт модель с сертификацией 80 PLUS.
• Жёсткие диски: шесть 1-Тбайт винчестеров, примерно $80 каждый.
• Жёсткий диск для операционной системы: бесплатный, если под рукой есть 10-Гбайт накопитель.
• DVD-привод: $20.
• Материнская плата: $100 за б/у материнскую плату для установки двух процессоров Opteron с 2-4 Гбайт памяти ECC, если у вас под рукой нет ненужного "железа". Можно начать с материнской платы для двух процессоров Pentium III, которую можно найти за копейки. За новую материнскую плату с гарантией будьте готовы отдать больше $150.
• Память: $50.
• CPU: $100.
• Контроллер SATA: $100.

Итоговая цена составляет около $420-$620 плюс $540 за жёсткие диски. За эти деньги вы получите файловый сервер с 5-Тбайт массивом RAID 5, который можно легко расширить до восьми или большего количества жёстких дисков. Если вы собираете сервер самостоятельно, то наверняка сможете использовать различные старые комплектующие. В результате вы получите сервер дешевле, чем большинство моделей NAS, которые могут вмещать четыре или пять жёстких дисков, ваша система будет работать быстрее, и будет обеспечивать намного лучшую гибкость.

Программное обеспечение

Интерьер нового файлового сервера. Нажмите на картинку для увеличения.

Итак, файловый сервер собран. Для тестов мы рекомендуем использовать Knoppix Linux - систему, которая загружается с CD или DVD. Вы сможете проверить, распознает ли ОС Linux всё ваше "железо". Что касается Windows, то под эту систему практически всегда есть драйверы от производителя, которые достаточно хорошо протестированы. Вместе с тем под Linux предлагают драйверы далеко не все производители, поэтому зачастую приходится использовать драйверы, написанные энтузиастами Linux.

Конечно, более опытные производители предоставляют драйверы под Linux. Например, все беспроводные контроллеры Intel 802.11x снабжаются драйверами напрямую от Intel. Мы рекомендуем брать "железо" тех производителей, кто занимается поддержкой своего оборудования под Linux.

Старое "железо", которому исполнилось несколько лет, практически всегда имеет хорошую поддержку со стороны сообщества Linux. Если в драйверах были обнаружены какие-либо ошибки, то велика вероятность, что они исправлены.

Кроме того, вполне возможно, что самые свежие дистрибутивы Linux будут поддерживать ваше "железо", а чуть более старый дистрибутив Knoppix - не будет. Такая ситуация часто случается с самым новым "железом". В общем, запишите на диск самый свежий дистрибутив Knoppix, укажите в BIOS загрузку с CD, после чего ваш компьютер запустит Knoppix.

Ещё одной полезной возможностью будет загрузочный тест memtest86+. Обычно я запускаю его в течение суток, чтобы убедиться в стабильной работе системы и отсутствии ошибок памяти. Нет никакого смысла устанавливать ОС и программное обеспечение, если система работает нестабильно.

Операционная система

Задняя часть корпуса со 120-мм вытяжным вентилятором. Нажмите на картинку для увеличения.

Существует несколько вариантов выбора операционных систем, которые поддерживают программные массивы RAID, например, ОС Microsoft Windows Server с поддержкой RAID 5. Можно даже настроить Windows XP для поддержки RAID 5 .

Впрочем, мы не рекомендуем Windows по нескольким причинам. Первая: эта система стоит дорого. Цены на Windows Server 2008 начинаются примерно с уровня $999. Ещё одна причина заключается в том, что Windows не даёт таких современных опций по поддержке RAID, как другие операционные системы. Наконец, Windows (по мнению автора) менее безопасная и надёжная ОС, что немаловажно для файловых серверов.

Существует несколько способов оценки надёжности и безопасности, при этом вы можете найти немало отчётов, некоторые из которых финансируются самими производителями. Например, хороший . Хотя он и датирован 2004 годом, основные моменты остаются верными и сегодня. Для 40 лидирующих уязвимостей рейтинг опасности системы Microsoft составил 54,67, а Red Hat Linux - 17,96. Если вы планируете использовать ОС Windows для файлового сервера, то сначала ознакомьтесь с отчётом.

Затем можно выбрать одну из доступных версией BSD: OpenBSD, FreeBSD и другие. Они бесплатные, при этом отличаются разумной надёжностью и безопасностью. Но самым главным недостатком является то, что эти ОС не такие современные, как Linux в отношении поддержки RAID.

ОС OpenSolaris тоже бесплатная, при этом она надёжная и безопасная. Но аппаратная поддержка у этой ОС весьма ограничена. С другой стороны, здесь вы получите ZFS - на сегодня это наиболее продуманная, надёжная и стабильная файловая система. Кроме того, она включает поддержку RAID 5 и RAID 6. Данная ОС не такая популярная, как Linux, но если вы с ней знакомы, то выбор для файлового сервера окажется весьма достойным.

Наконец, есть Linux, которая тоже бесплатная, надёжная и безопасная. У этой ОС замечательная поддержка "железа", присутствует поддержка массивов RAID 5, RAID 6, RAID 10 и практически любых других видов RAID. Linux развивается довольно быстро, новое "железо" практически сразу получает поддержку, да и новые программные функции добавляются регулярно. Когда вы обновляете систему Linux, вам даже не требуется её перегружать, поэтому системы Linux могут непрерывно работать многие месяцы или даже годы.

Существует множество разных дистрибутивов Linux. Некоторые, подобные Red Hat, обеспечивают лучшую долгосрочную поддержку по сравнению с другими дистрибутивами. Другие, подобные Fedora (тоже распространяется Red Hat), нацелены на быструю интеграцию в дистрибутив новых программ. Основное преимущество Ubuntu заключается в дружественности к пользователю, поэтому данный дистрибутив наиболее популярен. Вы можете .

Мы же выбрали Mandriva Linux, поскольку раз в два года выходят новые релизы, поддержка длится несколько лет, да и все необходимые функции в этом дистрибутиве присутствуют. Впрочем, подойдёт любой приличный дистрибутив Linux. Дополнительную документацию можно получить . По ссылке вы найдёте очень хорошую инструкцию по Mandriva, с которой мы рекомендуем ознакомиться перед установкой Linux впервые.