Цифровой журнал «Компьютерра» № 63

Аппаратная основа современных NAS — ARM-процессоры, а также x86-процессоры AMD Geode и Intel семейства Atom, в том числе двуядерные. Объём оперативной памяти варьируется от 128 Мбайт до 1 Гбайта. NAS чрезвычайно редко комплектуется винчестерами — выбор дисков остаётся на усмотрение владельца. Количество винчестеров в моделях, адресованных индивидуальным пользователям, может составлять от одного до четырёх, реже — шести; поддерживаются дисковые массивы JBOD и RAID уровней 0 и 1, а если дисков три и более, то и уровней 5, 6 и 10. Дорогие модели поддерживают «горячую замену» жёстких дисков.

Вкратце напомним о том, что представляет собой технология RAID (Redundant Arrays of Inexpensive Disks — «избыточный массив недорогих дисков»). Прежде всего, она позволяет представить весь массив винчестеров в системе как единый диск. В зависимости от особенностей организации массива, выделяются несколько уровней. Первый уровень, обозначаемый цифрой "0", предназначен для ускорения доступа к дисковой подсистеме, полное его название — «дисковый массив с чередованием без обеспечения отказоустойчивости». При работе в этом режиме данные разбиваются на блоки одинакового объёма, которые параллельно пишутся (и читаются) на разные диски, в результате чего обеспечивается существенное ускорение как записи, так и чтения. Чем больше дисков объединено в массив уровня RAID 0, тем быстрее работает дисковая подсистема. Недостаток этого уровня — невысокая отказоустойчивость из-за отсутствия дублирования данных: при выходе из строя одного из дисков может быть повреждена или даже утрачена информация на всем массиве.

От этого недостатка свободен RAID-массив уровня 1, который называется также «зеркалированием». В данном случае одинаковые данные параллельно записываются на пару дисков, то есть каждые два диска полностью дублируют друг друга. В случае отказа одного из пары винчестеров все данные остаются на другом и система продолжает работать. Достаточно заменить вышедший из строя винчестер, как массив снова восстановится. Недостатки массива уровня 1 — оборотная сторона его достоинств: ёмкость пары дисков становится равной ёмкости одного винчестера, а скорость работы дисковой подсистемы несколько замедляется.

Достоинства RAID-массивов уровней 0 и 1 можно объединить, создав массив 0+1 из четырёх винчестеров: диски объединяются попарно в массивы уровня 0, а оба эти массива как логические диски объединяются в массивы-зеркала уровня 1. Обратная разновидность такого комплексного массива — уровень 10, при котором, наоборот, сначала диски объединяются в зеркальные массивы уровня 1, а затем эти «зеркала» объединяются в массив 0 с чередованием. Заметное преимущество массива уровня 10 — в ускорении восстановления, поскольку, в отличие от уровня 0+1, при выходе из строя одного диска необходимо восстанавливать данные только на одном винчестере, а не на двух.

Eщё один распространённый тип RAID-массивов — уровень 5, он же «массив независимых дисков с распределённой чётностью». В этом случае несколько дисков используются в режиме чередования, а ещё один, равный каждому из дисков массива по объёму, применяется для записи контрольной суммы, при помощи которой можно восстановить данные на любом вышедшем из строя диске.

RAID уровня 6 — разновидность RAID 5 с более высокой степенью надёжности: под контрольные суммы выделяется два диска, рассчитывая две суммы по различным алгоритмам. При этом гарантируется сохранность данных при выходе из строя сразу двух дисков, но общая производительность дисковой системы падает на 10-15 процентов по сравнению с RAID 5.

Массивы JBOD («просто связка дисков») формально не относятся к технологии RAID и представляют собой простое объединение двух независимых винчестеров в один логический том, при котором данные последовательно записываются сначала на один, а потом на другой диск. В результате при выходе из строя одного из дисков теряются только те данные, которые записаны на нём.

NAS в обязательном порядке оснащаются одним или двумя портами Ethernet 10/100/1000 Мбит/с; во многих моделях предусмотрены один или два порта USB 2.0, некоторые накопители дополнительно оснащаются портом eSATA. На лицевой панели устанавливаются индикаторы активности дисков и сети, кнопка быстрого копирования со внешних накопителей, а в дорогих моделях — информационный дисплей. Все NAS, даже однодисковые модели, снабжаются активной системой охлаждения — как правило, это один или два кулера, расположенные в задней или передней части корпуса. Сетевой блок питания обычно внешний, «ноутбучного» типа.