ES NAS 高可用性儲存服務之網路暨儲存空間設定

最後修訂日期: 2019-07-04

開始設定之前

主旨

本文旨在導引已完成ES NAS安裝與系統初始化之使用者，進行網路暨儲存空間設定，以建構出一滿足高可用性之儲存環境。

名詞介紹

RAID群組：RAID群組將多個實體硬碟組成一個邏輯單元，以提供更佳的容量、讀寫效能以及安全性。
儲存池：將實體硬碟或RAID群組合併成大型的儲存空間。ES NAS的儲存池可藉由新增RAID群組來創建，亦可將硬碟擴充至現有的儲存池。

共用資料夾：共用資料夾會建立在儲存池中，用於存放檔案，並將檔案分享給擁有存取權限的使用者或群組共用。

NFS：網路檔案系統(Network File System，NFS)是一種分佈式檔案系統協定，其最主要的特點在於藉由網路及掛載的方式，讓不同的機器、不同的作業系統彼此分享個別的檔案。透過NFS，即可將NFS Server端的目錄或檔案系統，開放給NFS Client進行資料存取。換句話說，NFS Client是將NFS Server所提供的共享資料夾掛載至本地端主機下，就好比是在本機端操作自己的一個磁碟分割一樣便利。

iSCSI LUN：iSCSI（Internet Small Computer System Interface）是一種網際網路協定（IP）所衍生出來，可用來連結資料儲存設備的標準。用來連接儲存裝置之程式被稱為iSCSI 啟動器（initiator），而被連之裝置則統稱為iSCSI裝置或目標（target）。而iSCSI LUN則為掛載到iSCSI目標的邏輯磁碟。

Host：本文的Host所指的是連線到ES NAS進行資料存取，或是將ES NAS上的共享資料夾或iSCSI LUN掛載至本地端的主機。

系統部署架構

本文將以下圖及下表之設定為範例進行部署。

ES NAS
Interface	IP Address
Interface	SCA	SCB
Management	192.168.101.13	192.168.101.14
Ethernet 1	10.1.1.13	10.1.1.14
Ethernet 3	10.1.2.13	10.1.2.14

Host
Interface	IP Address
Data Port 1	10.1.1.10
Data Port 2	10.1.2.10

設定前準備

在進行網路環境以及儲存空間設定前，請確認以下事項皆已完成。

已完成系統硬碟初始化
已將韌體更新至最新版本
已從瀏覽器上登入QES

請參考ES NAS 使用者指南與QES使用手冊完成上述步驟

網路環境設定

技術概觀

ES NAS強調系統的高可用性與容錯轉移能力，因此在網路的配置上，區分為「管理」與「資料傳輸」這兩種不同用途的網路。ES NAS有兩個控制器，每個控制器預設有一個管理通訊埠，以及兩個資料通訊埠。管理通訊埠供使用者透過瀏覽器開啟QES 桌面管理 NAS 裝置，資料通訊埠則用於資料存取傳輸(例如Samba、NFS及iSCSI)。為了達成完整的容錯移轉部署，建議將每個控制器上的資料通訊埠連接至不同的網路交換器，並且將控制器兩側的資料通訊埠以固定 IP 的形式成對配置。例如控制器A的資料通訊埠 1，應與控制器B的資料通訊埠 1 ，設定在同一個子網路下，而另一個資料通訊埠 2也應如此設置。如此一來，當其中一台控制器發生故障時，另一台控制器會自動執行接管 (Takeover) 步驟，伺服器端仍可以原先IP 位置所在之網段，連接到接管工作的控制器，之前正在進行中的資料存取仍然能夠繼續進行。

網路設定步驟

請參照以下步驟進行設定。

登入QES後，於主選單上點選［Network］。
點選［Edit All］。
雙擊IP Address及Subnet Mask欄位，即可進行修改設定值。此處Interface欄位顯示Management者，為管理通訊埠。顯示Ethernet x者，為資料通訊埠。請將SCA Ethernet x與SCB Ethernet x的IP Address設定值，以固定IP的形式設定在同一個子網路下。例如SCA Ethernet 3的IP Address設定值若為10.1.2.13，並採用255.255.255.0的子網路遮罩，則請將SCB Ethernet 3的IP Address也設定在10.1.2.x，例如10.1.2.14。
若已存在的網路架構支援Jumbo Frame(巨型框架)設定，則可選擇網路環境適合的MTU值。此處MTU係指通信協議的鏈結層所能通過的最大封包大小（以位元組為單位），調整此數值可提升乙太網路輸送量，並減少大型檔案傳輸的CPU使用量。NAS使用標準乙太網路框架：預設為1500位元組。
點選［Apply］以完成設定。

儲存空間設定

技術概觀

ES NAS採用QNAP彈性儲存空間管理架構，此架構可分為三層：硬碟、儲存池，以及共用資料夾/LUN。使用者能依照不同的需求情境，在此架構的各個層級彈性而動態地建立、擴充與配置儲存空間，將實體儲存裝置的使用效率發揮至極致。

此外，ES NAS採用之雙主動式控制器 (Active-Active) 儲存系統架構，除了能提供容錯移轉的高可用性儲存服務之外，有別於一般較常見、同時只有單一控制器活動、另一控制器備援待命的單端備援 (Active-Standby/Active passive) 架構，其兩個控制器皆可隨時提供服務，而不閒置浪費寶貴的硬體資源。建議使用者可建立多個儲存池，並將儲存池均勻分散在 A、B 兩台控制器，如此一來便更能發揮 ES NAS 雙主動控制器架構負載平衡的優點。

Host清單

以下步驟會將連線到ES NAS進行資料存取或是掛載ES NAS上的共享資料夾或iSCSI LUN至本地端的主機，加入到Host清單中。此Host清單將會在之後的設定步驟(建立共享資料夾、建立iSCSI Target與iSCSI LUN)中被使用。

於主選單上點選［Storage Manager］。
於左方選單中點選［Hosts］，接著點選位於上方的［Create Host］。
於「Host Alias Name」欄位輸入欲新增的Host名稱，然後點選位於「IPv4 Address or Subnet」右方的［+］。
輸入Host端將用於與ES NAS之間進行資料傳輸的埠口IP或子網路，然後點選［OK］。請注意，此處可輸入多個IP，請將IP設置在與ES NAS的資料通訊埠同一個子網路下。
IP輸入完成後，點選［Apply］。
回到「Hosts」頁面，應可從清單中找到方才所創建的Host資訊。重複上述步驟，可加入多個Host至清單中。

快取加速功能

ES NAS 支援 SSD 快取技術，若您有採用SSD作為硬碟裝置，建議(但非必要)啟用快取加速功能，藉此可大幅提升資料讀取之效能。啟用快取加速功能之操作步驟如下。

於主選單上點選［Storage Manager］。
於左方選單中點選［Cache Acceleration］，接著點選位於右上方的［Set SSD］。
選取SSD其所在之控制器或擴充裝置，並從可用的SSD清單中勾選出欲設置為加速快取的SSD，勾選完後點選OK。
出現提醒訊息，系統將會完全刪除所選SSD的內部資料，確認後請點［OK］。
設定完成後，回到「Cache Acceleration」頁面，下圖紅框處應為「on」狀態，表示快取加速已開啟。
若需要針對個別的共享資料夾或iSCSI LUN進行是否啟用快取加速的設定，請點選位於頁面右上角的［Set Caching Storage］。
勾選/取消勾選欲啟用/停用快取加速的共享資料夾或iSCSI LUN，並選擇是否要在快取空間中記錄大區塊、循序 I/O 作業。對於較大的區塊、循序 I/O 作業 (例如視訊串流) 而言，命中率較低，預設不會在快取空間中記錄這些作業。如果您需要記錄這類作業，請取消勾選［Bypass Prefetch Data］。勾選完成後，請點選［Finish］以完成設定。

新增儲存池

於主選單上點選［Storage Manager］。
於左方選單中點選［Storage Space］，接著點選位於右上方的［Create］，並於下拉式選單中點選［New Storage Pool］。
命名該儲存池，選取其所屬之控制器與擴充裝置，並勾選欲加入新儲存池的硬碟以及RAID組態，然後點選［Next］。請注意，您所選取磁碟中的所有資料將會被刪除。
再次確認各項設定值，然後點選［Create］。
出現提醒訊息，確認後請點［OK］。
新儲存池已建立。

擴充儲存池

若您有需要擴充儲存池的容量，或者欲建立RAID 50或RAID 60群組，請採用以下步驟進行設定。

於主選單上點選［Storage Manager］。

於左方選單中點選［Storage Space］，接著在Storage Pool List中點選欲擴充的儲存池所屬之控制器，以及該儲存池，然後點選位於右上方的［Action］，於下拉式選單中點選［Expand Pool］。
選取擴充裝置，從可用的硬碟清單中勾選欲加入該儲存池的硬碟，然後點選［Expand］。ES NAS是採用並聯RAID群組的方式對儲存池進行擴充，故此處需勾選硬碟的最小數目，會取決於該儲存池的RAID組態。例如儲存池的RAID組態為RAID 5，則進行擴充的硬碟數也必須在3顆(RAID 5的最小硬碟數目)以上，方能進行擴充，擴充之後該儲存池的RAID組態即為RAID 50。同理，若儲存池的RAID組態為RAID 6，則需至少選取4顆(RAID 6的最小硬碟數目)硬碟，擴充之後該儲存池的RAID組態即為RAID 60。
出現提醒訊息，確認後請點［OK］。
儲存池空間已擴充。

考慮大量硬碟組成儲存池的故障風險

傳統RAID 5及RAID 6磁碟陣列模式，分別僅能容許1及2顆硬碟故障。若將所有硬碟全部劃分在同一RAID群組內，則儲存裝置對抗隨機硬碟故障的容錯能力較低，風險將隨著硬碟數目的提升而水漲船高。如欲在系統中安插大量磁碟，建議採用RAID 50或RAID 60建立儲存池，並且單一群組的磁碟數量不超過9顆(RAID 5)、16顆(RAID 6)。

建立共享資料夾

請注意，建立共享資料夾之前，請確認儲存池以及網路設定已完成。

於主選單上點選［Shared Folders］。
在Storage Pool List中點選一個儲存池，然後點選位於右上方的［Create］，於下拉式選單中點選［New Shared Folder］。
命名資料夾名稱，接著在「Shared Path」及「NFS Path」處，分別可查看與複製此資料夾CIFS/SMB以及NFS的路徑；之後在「Storage Settings and Services」處，可自行依照不同應用情境勾選功能，其參數說明如下。
- Thin Provision：共享資料夾生成時，其所配置的實際容量僅有一小部分，隨著磁碟使用需求的增加，而去動態新增、擴展實體磁碟的配置，提供較佳的空間使用率。
- Folder Quota：設定此一共享資料夾的大小，若不指定，則預設為Pool可用的最大空間。
- Compression：將對共享資料夾中的資料進行壓縮的動作，減少不必要的空間消耗。
- Deduplication：去重複性會對共享資料夾中的重覆資料合併儲存，增加磁碟空間的使用效率。
- SSD Cache：會將共享資料夾中較常使用的資料放置於SSD快取中，加速資料讀取效率。
  若無特別需求，維持預設值（即Storage Settings下的Thin Provision與Compression兩個選項被勾選，Storage Services所有選項被勾選）即可。確認完設定後，點選下方的［Create］。
共享資料夾已建立成功，並於「Storage Space」頁面右下方的清單中出現。若Host端將透過NFS協定對此共享資料夾進行掛載或存取，則請點選該共享資料夾，並繼續下列步驟設定共享資料夾的存取權限。
點選左上方的［Permissions］。
在［Select permission type］的下拉式選單中選擇［NFS host access］。
在［Access right］的下拉式選單中選擇［No limit］。
勾選指定的Host，然後點選［Apply］，即完成設定。

建立iSCSI Target與iSCSI LUN

建立iSCSI Target與iSCSI LUN於主選單上點選［Storage Manager］。
於左方選單中點選［iSCSI Storage］，此時會自動跳出詢問是否啟動快速設定精靈的訊息，點選［OK］。
若在上個步驟中並無點選［OK］，而點選了［Cancel］，仍可於「iSCSI Storage」頁面點選位於右上方的［Create］，一樣可以啟動iSCSI Storage的快速設定精靈。
點選［iSCSI Target with a mapped LUN］選項，再點選［Next］。
確認即將建立一個iSCSI Target與掛載在此iSCSI Target上的iSCSI LUN，點選［Next］。
分別於「Target Name」與「Target Alias」欄位，輸入所欲建立iSCSI Target的名稱及化名。下方的CRC/Checksum為iSCSI initiator與iSCSI Target連接進行校驗時所使用的參數，若無特別需求可不必點選。輸入完成後，點選［Next］。
可視需求勾選使用CHAP認證，並輸入帳號密碼，然後點選［Next］。若無此需求，則直接點選［Next］即可。
勾選欲用來進行資料傳輸之資料通訊埠。若無特別需求，維持預設(全部勾選)即可。接著點選［Next］。
於清單中將指定Host的存取權限改為「All Access」，點選「Access」欄位即可修改設定。設定完成後，點選［Next］。
於此步驟中，可視需求修改iSCSI LUN名稱、位置(將決定此LUN的預設擁有者為控制器A或控制器B)、容量、警示臨界值、效能設定等選項，若無特別需求則不必修改預設值，直接點選［Next］。
再次確認設定值，若正確請點選［Next］，若有誤則點選［Back］回到先前的步驟修改設定。
此頁顯示成功建立訊息，點選［Finish］以結束快速設定精靈。
回到「iSCSI Storage」頁面，於iSCSI Target List中，會看到剛才建立的iSCSI Target，雙擊此iSCSI Target，下方會展開剛才建立的iSCSI LUN，如此代表iSCSI Target與iSCSI LUN已建立成功。此處每個Target下會看到兩個iqn，代表Target分別建立在控制器A與控制器B上(iqn結尾為.0代表控制器A，.1代表控制器B)，而後方的Preferred則代表建立在該控制器上的Target為IO的預設最佳路徑。因此，掛載在Preferred為控制器A的Target上的LUN，其預設擁有者為控制器A，便不能被掛載在Preferred為控制器B的Target上。同理，掛載在Preferred為控制器B的Target上的LUN，其預設擁有者為控制器B，便不能被掛載在Preferred為控制器A的Target上。