ZFSRAIDZ欲罢不能？威联通TSh973AX上手

　　大家好，我是加勒比考斯。作为一个  NAS 领域从业人员，我有机会学到一些专业知识。然而每个人站在不同立场，内容就会有所偏重，客观与否还请大家指正，期待深入探讨交流。 我会一直输出NAS干货！码字不易，希望大家给个关注！
　　前言
　　随着互联网的快速发展，有很多复杂场景需要超高性能支持，比如远程虚拟桌面普及、更高的SSD使用率、8K视频技术等等。这些都需要非常强大的商业级数据存储管理和 IT 应用支持，因此，威联通 QuTS hero 操作系统诞生。
　　威联通QuTS hero 操作系统和QTS操作系统基本一致，所以习惯QTS系统的玩家不用担心使用问题。但是由于QuTS hero 系统底层已经换成128 位 ZFS 文件系统，所以支持更多强大的功能：
　　1、RAID Z 阵列，如RAID Z1，RAID Z2，RAID Z3，Triple Parity、Triple Mirror等
　　2、支持实时数据重删、数据压缩、数据压实技术（QNAP至今最快的 LZ4 数据压缩算法）
　　3、支持写时拷贝
　　4、支持实时SnapSync快照同步
　　5、拥有更强大、更快速的Qtier多层快取技术
　　6、拥有数据完整性验证，以及能够自动修复错误区块
　　7、巨大的存储潜力，单个共享文件夹空间可达1PB容量
　　8、单机可运行多个虚拟机和软件容器，执行不同的应用服务。
　　9、还有很多偏向企业级的优化，暂不一一提及。
　　目录
　　1、 TS-h973AX 拆解
　　2、 TS-h973AX 上手
　　3、 RAID Z 阵列介绍
　　4、重复数据删除（实时）
　　5、数据压缩（实时）
　　6、 快照功能（进阶版）
　　7、亮点：支持数据自我修复
　　8、性能测试
　　9、总结
　　正文
　　笔者最近使用的NAS是威联通  TS-h973AX  ，这款NAS可以说是目前市面上最强的9盘位NAS。
　　威联通  TS-h973AX 是一款X86架构的NAS，性能强悍，硬件配件十分豪华：
　　1、 AMD Ryzen V1000 系列 V1500B 四核心八核心 2.2GHz 处理器。
　　2、最高支持64GB DDR4内存。
　　3、9盘位：2个U.2 NVMe SSD与2.5英寸SATA SSD通用硬盘槽，2个2.5英寸SATA SSD硬盘槽，5个3.5英寸硬盘槽。
　　4、网口：1个万兆电口，2个2.5GbE网口
　　5、3个 10GbE 接口：1个 Type-C USB 3.2 Gen 2，2个 Type-A USB 3.2 Gen 2
　　威联通  TS-h973AX的强悍硬件充分保证了系统强大功能的实现。
　　TS-h973AX 拆解
　　首先咱们来说说TS-h973AX的CPU，它的CPU为AMD Ryzen V1500B，这款CPU一直说很强，到底是有多强大呢？
　　AMD Ryzen V1500B 是 AMD 2018年发布的低功耗嵌入式处理器，四核心八线程，基础频率为2.2GHz，TDP为16W，没有核心显卡。
　　值得一提的是，它支持2个万兆网口，4个USB 3.1 Gen2接口，更支持16×Gen 3 PCIe 插槽。
　　威联通  TS-h973AX的外观设计延续了TS-963N，TVS-951N的造型，正面依旧是9盘位组合设计，上面是5个3.5英寸硬盘位，可以向下兼容2.5英寸硬盘。下面4个小盘位却是和以往大不相同。请注意：3,4盘位依然是2.5英寸的SATA SSD盘位，但 1,2 盘位却是  U.2 NVMe PCIe Gen3 x4 SSD 与 2.5英寸 SATA SSD 通用硬盘位 ，很多垃圾佬玩家终于可以将手中洋垃圾U.2利用起来啦！
　　当然很多玩家说我不了解 U.2 SSD 怎么办？没关系，威联通提供了 QDA-UMP硬盘盒 ，玩家通过这个硬盘盒可以将 M.2 2280 NVMe SSD  转为  U.2 NVMe SSD  。通过这个QDA-UMP硬盘盒速度不会有损失。
　　QDA-UMP硬盘盒 的使用十分简单，拧开螺丝，把盖子打开，然后将 M.2 2280 NVMe SSD  插入槽内固定死即可。
　　威联通  TS-h973AX背面的几个接口是最令人感动的地方，首先下方是一个万兆电口，速度为10Gbps。上方为2个2.5GbE网口。最上方是2个 Type-A USB 3.2 Gen 2接口和1个 Type-C USB 3.2 Gen 2接口，同样速度也是10Gbps，威联通已经彻底抛弃千兆，但依然可以向下兼容千兆乃至百兆。
　　接下来咱们拆开机器，可以看到威联通的用料十分扎实，机器内部框架全部使用的是铝合金框架固定，稳定而且散热好。
　　威联通  TS-h973AX目前依然提供的是2 条 DDR4 2400 的内存插槽，玩家可以自行拓展64GB（2×32GB）的容量，由于新机器采用的是QuTS hero系统，该系统缺点就是非常吃内存，所以威联通提供了超大容量内存供玩家使用。
　　把机器的硬盘固定位置拆掉，就可以看到 威联通  TS-h973AX的主板情况。大家可以数一下主板上的散热甲有几片，这也算是一个高质量的体现，在其他NAS上面很少能看到这么多散热甲来保证充分的散热。 TS-h973AX 上手
　　此次评测采用的硬盘是希捷酷狼 4TB 机械硬盘。当前希捷的酷狼系列与酷狼Pro系列全系机械硬盘都是采用CMR传统磁记录技术，更适合作为NAS硬盘使用。它们专为多用户环境和高工作负荷率而设计，这些 NAS 硬盘通过希捷特有的AgileArray 技术得以增强，可实现最佳可靠性和系统可扩展性。此外，硬盘还带有IronWolf Health Management (IHM) 希捷酷狼健康管理功能，通过显示可操作的预防、干预和恢复选项来提高整体系统可靠性。当酷狼或酷狼Pro硬盘集成到兼容的 NAS 系统中时，持续监控和用户警报将让整体系统可靠性得以提高。
　　自2020年9月21日起购买希捷酷狼以及酷狼Pro硬盘，希捷都会免费提供3年内原厂数据救援服务一次，各种原因导致的硬盘数据丢失，均可尝试此服务来恢复数据。只要是出厂日期不早于2020年1月1日均可享受此服务。只需拨打希捷服务热线，希捷那边就会安排免费上门取货。
　　至于固态硬盘，我选择的是2块铠侠TC10 500GB SATA SSD与2块铠侠RD20 500GB NVMe SSD。其中铠侠TC10 是SATA SSD，主打价格实惠，质量扎实，速度强劲。铠侠RD20是NVMe SSD，依然主打得扎实的用料，和高性价比！
　　铠侠是全球第二大闪存厂商，闪存颗粒的发明者，其旗下的铠侠TC10、铠侠RD20都是采用了日本原厂颗粒，拥有卓越的可靠性与稳定性。此外，两款产品在同级别中都具有超高性价比，而且读写性能都很不错，这也是其风靡市场的原因。
　　依然插上电源线和网线，保持电脑与NAS处于同一个局域网。打开电脑上已经下载好的Qfinder Pro，搜寻出来NAS即可登录。
　　很多玩家会担心一个问题，QuTS hero 新系统会不会很复杂？
　　作者明确表示：不会！
　　威联通  TS-h973AX的QuTS hero新系统与常规的QTS系统是一样的，它只是底层的文件系统做了改变，但是表层系统依然保持不变，常规操作与QTS一模一样。所以玩家不用担心新系统一时间无法上手的问题。
　　RAID Z 阵列介绍
　　玩家上手第一步，依然还是建立存储池。但是由于采用了ZFS文件系统，存储池这边只能创建存储池，无法创建独立静态卷了。
　　但是有一个惊喜是在建立存储池这一块，你会发现新系统增加了很多全新的磁盘阵列。
　　其中需要注意的是，由于文件系统不同，所以 RAID 类型其实也是有所变化的。比如说这个 RAID 0 并不是咱们之前所认识的 RAID 0，该阵列虽然在两种文件系统中表现不同，但是所采取的本质原理一样，所以威联通还是在QuTS hero系统还是按照原来的命名方式来让大家更加通俗易懂。
　　RIAD 0 : 在ZFS存储池中，它叫做＂Stripe＂。
　　Stripe是把连续的数据分割成相同大小的数据块，把每段数据分别写入到阵列中的不同磁盘上的方法。简单的说，条带是一种将多个磁盘驱动器合并为一个卷的方法。这就能使多个进程同时访问数据的多个不同部分而不会造成磁盘冲突，而且在需要对这种数据进行顺序访问的时候可以获得最大程度上的 I/O 并行能力，从而获得非常好的性能。但是，这种存储池结构没有数据冗余，一旦Stripe中的任意一块磁盘出现问题，那么Stripe中存储的所有数据都会丢失。
　　RAID 1：在ZFS存储池中，它叫做＂Mirror＂。
　　Mirror是冗余的一种类型，通过磁盘数据镜像实现数据冗余，ZFS对镜像中的磁盘数量没有限制，在Mirror中的磁盘上存储互为备份的数据。当原始数据繁忙时，可直接从镜像拷贝中读取数据，因此Mirror可以提高读取性能。这是存储池结构中单位成本最高的，但提供了很高的数据安全性和可用性。当一个磁盘失效时，系统可以自动切换到镜像磁盘上读写，此时可以替换失效磁盘进行数据恢复。
　　RAID 5：在ZFS存储池中，它叫做＂RAID Z1＂。
　　首先需要说明的是：RAID Z是ZFS提供的数据冗余方式，同时解决硬件RAID的一些固有限制，例如在硬件控制器提供警报之前随时间写入的写入漏洞和损坏数据。ZFS提供三种冗余级别，称为RAID Z，其中RAID Z之后的数字表示每个存储池可丢失多少个磁盘而不丢失数据。
　　RAID Z1与 RAID 5 类似，一重奇偶校验，至少需要三个磁盘。它拥有最大的磁盘空间，当数据以大块（128K或更多）写入和读取时，性能会很好。
　　RAID 6：在ZFS存储池中，它叫做＂RAID Z2＂。
　　RAID Z2 与 RAID 6 类似，双重奇偶校验，至少需要四个磁盘。
　　RAID TP：在ZFS存储池中，它叫做＂RAID Z3＂。
　　RAID TP 也称为 RAID Z3，是ZFS文件系统独有的，三重奇偶校验，当至少有五个磁盘可用时，可以选择RAID-TP。它可针对三个磁盘出现故障提供保护。RAID-TP提供的磁盘故障保护能力高于RAID6。
　　Triple Mirror：
　　Triple Mirror是ZFS文件系统独有的，类似于raid 5，但是raid5是牺牲总存储空间的三分之一，而Triple Mirror却是牺牲总存储空间的三分之二。当选定磁盘数是三的倍数时﹐可以选择Triple Mirror 。在每个由三个磁盘构成的组中﹐每个磁盘所包含的数据均相同。您将失去总存储空间的三分之二﹐以换取极佳的磁盘故障保护能力。
　　至于其他的RAID 10，RAID-50，RAID-60等磁盘阵列大家可以自行了解，这里不再多提。
　　重复数据删除（实时）
　　＂重复数据删除＂是一种用于删除重复数据的重复副本的技术。＂重复数据删除＂减少了存储文件所需的空间，还可以应用于网络数据传输以减少发送文件体积与流量。
　　这个实时数据重删可以直接在存储总管的文件夹后面启用。请注意两点：
　　1、这个数据重复删除是实时的！
　　2、它需要配置16GB的内存才可使用。
　　通过实时的数据重复删除，它可以更好地利用空间，而不用担心重复文件占用大量空间。
　　数据压缩（实时）
　　＂压缩＂尝试通过删除每个文件中的冗余数据来减少所存储文件的大小。文件越小意味着占用的存储空间越少，从而可以在NAS上存储更多的文件。减少数据冗余是企业范围信息资源管理和大规模信息系统获得成功的前提条件。
　　目前，QuTS hero系统所采用的压缩算法是QNAP迄今为止最快的LZ4数据压缩算法，提供低延迟高IO量的压缩选择。LZ4 是一种无损数据压缩算法，可提供极快的压缩和解压缩速度，是商用领域中所需 100 MB/s 以上的高速传输存储里，能够提供低延迟、高 IO 量的压缩选择。数据存储进采用 ZFS 文件系统的 QNAP NAS 都会经过在线压缩处理 (Inline Compression)，对于需要频繁压缩、实时快速解压的大量数据处理 (例如：虚拟机) 更具存储效率的优势。尤其再搭配数据重复删除机制，数据减量的效果更为显著。
　　同样的，这个实时数据压缩可以直接在存储总管的文件夹后面启用。
　　咱们可以查看关于压缩后的数据情况，原始数据64MB，压缩后的的数据占用为32.81MB。当然根据数据的不同，压缩情况也不一样。
　　快照功能（升级版）
　　快照功能一直是威联通拿来吹嘘的功能，威联通快照为数据提供区块链保护。快照可以记录厚卷、精简卷或区块 iSCSI LUN 在特定时间点的状态。意外删除或修改快照中的数据时，可将其迅速恢复至该状态。
　　当使用新的ZFS文件系统后，这个功能愈发强大了。它竟然支持实时快照，近乎无限的快照数量，而且快照轻量。
　　ZFS 支持 iSCSI LUN 与共享文件夹的快照，快照数量高达 65,535 分 (假设每小时拍 1 张快照，1 天 24 张，可维持 7 年不用删除！)，实现缜密的多版本快照保护。运用 Copy-on-Write 技术，拍摄快照近乎实时，且不影响当下的系统运作效能。利用快照文件还原数据也无需中断系统正在进行的服务，短时间内即刻启动灾难复原计划。
　　此外，更高级的区块层级 Real-time SnapSync 实时快照同步功能，让本地 NAS 与备援 NAS 随时随地保持数据同步，关键数据得以获得更新、更完整而实时的备份；在关键时刻，备援 NAS 亦可即刻启用，企业运维从不停止！
　　亮点：数据自我修复能力
　　数据完整性 (Data Integrity) 是确保应用程序和数据库正常运作的基础之一，尤其当前企业采用 SSD 的比率高速攀升，而 SSD 一旦故障，数据随即丢失。ZFS 具备预防静态数据损毁 (Silent Data Corruption) 的自我修复能力 (Self-healing)，可针对所有数据区块进行 Checksum 校验，并自动修复错误的区块。如因发现硬件 (例如：破损的传输线)、驱动程序、或 Metadata 出错而导致的静态数据损毁，下次读取此区块时，会因发现 Checksum 结果不一致而利用备份数据自动修复，确保数据完整而正确。
　　此外，QuTS hero 也加入 WORM (Write Once, Read Many Times) 一次写入多次读取的功能，避免保存数据被变更，确保存盘的完整性。
　　性能测试
　　此次使用2块铠侠RD20 500GB NVMe SSD组成 RAID 1 进行跑分。
　　直接使用Crystaldiskmark进行测试。CrystalDiskMark是一个体积小，用户界面直观简单的测试软件，它能够检测硬盘的随机读取/写入速度，连续读取/写入速度;测试随机512KB，2KB，4KB读取/写入速度(队列深度= 32)等，以此来辨别磁盘的性能及质量的优劣程度。
　　威联通TS-h973AX的测试结果连续读取速度为1000MB/s，连续写入速度为910MB/s。这个速度可以说非常来了个人满意，且比较稳定。
　　接下来选择一个20GB的文件夹测试直接传输的速度，其中电脑端硬盘选择的是铠侠RD20 500GB NVMe SSD，它的速度足够保证传输可以跑满，其中读取速度为888MB/s。
　　再将这个文件夹从电脑端拷贝进去，测试写入速度。TS-h973AX的写入速度为845MB/s。测试结果令人满意。
　　总结
　　威联通TS-h973AX作为一款9盘位的NAS，它的配置给得非常足。整体使用下来有以下优缺点：
　　优点：
　　1、处理器性能强大。
　　2、支持万兆网络传输。
　　3、支持USB3.2 Gen2 接口，10Gbps速度传输。
　　4、支持U.2 NVMe SSD。
　　5、支持RAID Z磁盘阵列。
　　6、支持实时重复数据删除、数据压缩、数据压实。
　　7、支持数据自我修复。
　　8、更轻大的快照功能。
　　缺点：
　　1、ZFS系统需要较大容量内存。
　　2、没有GPU，视频转码会有压力。