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2022-4-15 15:59
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NAS的全名为网络储存服务器(Network Attached Storage), 是一台可以放在家中或办公室的私人储存设备,而NAS的用途是什么呢?简单来说就是一台透过网络联机分享档案、集中管理档案,拥 有服务器服务的『智能型储存装置』。NAS系统具有弹性而且可以横向扩充,这代表当需要更多储存装置时,可以继续添加到原有装置上。NAS 就像办公室里的私人云端,它的速度比较快、成本比较低,而且可在内部提供公用云端的所有优点,同时完全可由自己掌控。 近年来,由于科技的日新月异,使用者对NAS的需求不再单纯当作文件服务器的角色,而是让NAS担任更多的角色,例如多媒体服务器、应用程序服务器、数据库服务器以及Virtualization Station(虚拟机工作站)。也因此NAS上所使用的组件的规格也越来越高规格,从过往使用ARM CPU或是Intel Atom CPU即足以应付,演进到目前的Intel Core i7、Intel XEON、AMD Ryzen CPU,系统内存也从早期限512MB、1GB演进到近期的16GB、32GB,大大提升了NAS的运算能力。但是NAS使用的储存媒介,却因为大型的容量需求,主要还是使用传统的机械式硬盘(HDD),这也限制了NAS在需要档案存取时的效能缓慢,例如于NAS上运行需要大量I/O应用的话(如数据库),硬盘缓慢的随机读写速度会影响效能,使应用程序响应速度大大降低, 或是于NAS上运行Virtualization Station时,透过硬盘组成的磁盘区往往会令虚拟机反应缓慢,让使用者觉得效率不佳。 因此NAS系统制造商开始在新的NAS型号上加装固态硬盘(SSD, Solid State Disk),利用SSD读写速度快以及随机存取效能比传统硬盘快上百倍的特性,让较常存取的 数据数据 暂存在SSD中,缩短 数据数据 从传统硬盘(HDD)中取出的等待时间。 目前SSD快取在网络储存服务器NAS上的应用,主要分为两个大方向: 读取快取(Read only cache) 读取+写入快取( Read and Write cache) 接下来为各位介绍这两种SSD快 取模式 的功能与特点。 1.读取快取(Read only cache) NAS系统会将最常使用的 数据数据 复制一份,储存到SSD中,所以当使用者需要这些常用的 数据数据 时,NAS系统就能从SSD中优先读取数据,提供较佳的反应速度及传输效能。 将SSD当作NAS上的读取快取(Read only cache)时,由于快取是只读(Read only)模式的关系,无法编辑修改所有从HDD复制到SSD上的数据 数据 ,因此就算当作读取快取的SSD损毁,也不会对储存于HDD中的 数据数据 有所影响,所以可以使用单颗SSD或是RAID 0的SSD数组当作读取快取的载具。 对于不须频繁修改的数据 数据 ,可以利用读取快取机制,加速提升反应速度及传输效能。反之,如果 数据数据 需要频繁修改编辑的话,在效能提升上的帮助趋近于0。 2. 读取 + 写入快取( Read and Write Cache) 读取+写入快取( Read and Write cache)于NAS上的应用可分为两种形式。 · 第一种:是直接写入(Write-through)式SSD快取: 数据数据 会同时写入SSD 快取及主要 储存区HDD,SSD快 取可以 提供高速的数据 传输跟 数据检索,而主要储存区HDD可以保护 数据数据 不会因SSD的故障而产生损失,也因此直接写入式SSD快取也可以仅使用单颗SSD或是RAID 0的SSD数组来当作快取,只不过会增加写入的延迟及写入的时间。 第二种:是回写(Write-back)式SSD快取: 数据数据 会先写入到SSD快取中,等待写入完成后,再将 数据数据 写回主要储存区的HDD磁盘阵列中。这个方式比起直接写入(Write-through)的写入延迟要来的更低,但是如果在 数据数据 尚未 写入回主要 储存区HDD之前SSD出现故障,尚未写入的数据就会有遗失的风险存在,所以回写式SSD快取的典型配置会以RAID 1 或是RAID 5 SSD 磁盘阵当作快取,以避免 数据数据 丢失的问题。 行文至此,本文作为SSD快 取应用 的第一篇,介绍了SSD快取在网络储存服务器NAS上的应用方式,也提到了SSD快 取应用 在网络储存服务器NAS上可以有效地提升 数据数据 的传输效能及反应速度,关于相关的测试数据,我们会在下一篇的文章中,以实际测试的数据来客观分析SSD快取在网络储存服务器NAS上能带来的好处与坏处有哪些。 #还有下集敬请期待