多數企業指定使用的 QuTS hero 作業系統
QuTS hero NAS – 高可靠 ZFS 儲存方案首選
ZFS 儲存方案不僅強調資料完整及安全,對於優化 SSD 應用亦有其他檔案系統無法比擬的優勢。基於 ZFS 檔案系統的 QuTS hero NAS 提供多樣化的儲存方案,更有豐富的 HDD + SSD 混合式儲存機種,協助企業無負擔地導入 IT 架構中。
為何選擇 QuTS hero NAS?
QuTS hero NAS 擁有完整的產品線,具備眾多 HDD + SSD 混合式儲存方案或全快閃儲存方案,從中小型企業至大型企業的儲存需求皆可滿足。
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卓越效能
配備高核心數,提供企業繁重資料負載所需的高效運算能力;多款機種更提供 SSD 專用槽,亦是推升效能表現的關鍵。
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高穩定度
資料完整性至關重要。ZFS 檔案系統便是以資料安全與系統穩定為最優先考量。
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投資效益高
強大的即時資料縮減技術極大化儲存空間使用效率;多項 SSD 優化技術提升 SSD 耐用性,儲存成本效益更高。
ZFS 核心功能,
優化企業營運效率與 IT 基礎架構
保障資料完整性,防止資料損壞
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ZFS 獨有的 RAID-Z 邏輯磁碟管理
比其他檔案系統的 RAID 組態擁有更強大的容錯能力,更支援 Triple Parity 可提供 3 個冗餘容錯保護,以及 Triple Mirror 可提供高達 3 個資料鏡射保護,大幅提升資料保護的安全性層級。此外,用戶也能夠以單顆硬碟彈性擴充 ZFS RAID-Z 容量。
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自動資料校驗
ZFS 具備預防靜態資料損毀 (Silent Data Corruption) 的自我修復能力 (Self-healing),可針對所有資料區塊進行 Checksum 校驗,並自動修復錯誤的區塊,確保資料完整而正確。
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支援 WORM (Write Once, Read Many)
啟用一次寫入多次讀取的功能,資料寫入後絕對不會被複寫、修改或刪除,確保一定期間內的存檔資料完整性與不變性,適合特定應用情境,滿足合規保留策略。
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主動式損害預防
當硬碟健康程度抵達臨界值,系統會及時將資料自動搬遷到備援磁碟 (Spare Disk) 並直接加入既有的 RAID。無須進行數天甚至數周耗時的 RAID 重建 (RAID Rebuild),系統運行更穩定安全。
充分利用記憶體及 SSD,實現超高讀寫快取性能
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讀寫兼備的多層快取
ZFS 同時支援主記憶體讀取快取 (L1 ARC)、SSD 讀取快取 (L2 ARC),以及 ZFS 意圖日誌 (ZFS Intent Log,ZIL)。資料會先寫入 ZIL 儲存空間,之後再一併寫入到 HDD,因而大幅減少延遲並且明顯增進效能;ZIL 更具備斷電保護,在意外斷電的情況下保護還未寫入數據不致損毀。
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讀寫快取空間分層
透過建立 Dedicated ZIL – SLOG,將 ZIL 與讀取快取 (L2 ARC) 資料分開儲存於不同的 SSD 中,以專屬的空間分別處理寫入和讀取負載,不僅改善系統整體效能,對 SSD 的使用率和壽命亦有助益。
迄今最高效的資料去重壓縮演算法
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在線重複資料刪除 (Inline Data Deduplication)
讓資料在寫入磁碟前就已經過刪減演算,大幅節省儲存空間占用,讓可用磁碟容量保持最佳化的狀態。
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在線資料壓縮 (Inline Compression)
將大檔變小檔,有助於降低後端儲存的實際 I/O 負載,獲得存取加速的效果。在 VDI 環境中,可大幅精簡虛擬桌面作業系統檔案,更易於被快取,激增運作效能。
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在線資料壓實 (Inline Compaction)
把細小的數據合併到同一區塊空間,將資料由零碎拼湊成完整區塊,來大幅提升空間利用率。在資料重複性質高或大量小型資料存取的情境下 (例如:銀行或商務網站的交易紀錄 Log),提升 SSD 空間使用率的效益尤其明顯。
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無資料夾空間上限焦慮
ZFS 單一共享資料夾空間支援高達 5 PB,更能協助企業克服當前大數據分析、邊緣運算、AI 應用等巨量資料儲存的挑戰。
提升效能,並延長 SSD 使用壽命
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減少隨機寫入行為
QNAP 獨家研發的 Write Coalescing (寫入聚合) 演算法,可將零散而隨機寫入的數據進行循序整理,並合併寫入區塊,進而減少讀寫次數。如此一來,系統對 SSD 的隨機寫入行為將大幅降低,不僅顯著提升全快閃配置的寫入效能,對 SSD 的耐用性與使用壽命亦有幫助。了解更多
Write Coalescing drives random write performance for all-flash arrays
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還原 SSD 性能
隨著 SSD 數據寫入的越多,性能也就會越來越差。您可以啟用 SSD TRIM 讓系統告知 SSD 有哪些資料區塊已經不再使用可安全清除,因而有效避免新資料寫入速度變慢的問題。了解更多
TRIM improves performance of SSD data writes
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QNAP 獨家的 QSAL (QNAP SSD Antiwear Leveling) 專利演算法
可針對 SSD RAID 組態自動調節資料寫入行為,藉此錯開多顆 SSD 的壽命年限,預防 SSD RAID 中發生多顆 SSD 同時到達寫入上限,避免 RAID 崩潰造成資料遺失。
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提升 SSD 寫入效能與耐用性
除了硬碟廠商預設的預留空間,您可依據應用需求再彈性設定 1% ~ 60% 的 SSD 外掛預留空間 (Software-defined SSD Extra Over-provisioning),以預防大幅度寫入掉速的情形,並提升穩定性和磁碟壽命。
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確保儲存池寫入效能
儲存池超額配置 (Pool Over-provisioning) 讓您彈性保留儲存池中特定比例的空間,讓新資料得以完整寫入一個連續的大區塊,避免破碎化,因而確保儲存池幾乎資料滿載時的寫入效能。對於寫入密集型且效能要求高的應用 (例如:SQL 日誌、備份、監視和醫學影像),可設定更高的儲存池超額配置,維持效能表現將更加顯著。
HDD 對應大區塊讀寫情境
SSD 對應小區塊讀寫情境
穩健的災難復原計畫,給企業安心可靠的支柱
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近乎無限的快照數量
支援 iSCSI LUN 與共用資料夾的快照,快照數量高達 65,536 份 (假設每小時拍 1 張快照,一天 24 張,可維持 7 年不用刪除!)。
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執行快照無損系統效能
使用 Copy-on-Write 寫入技術,拍攝快照近乎即時,且不影響資料的寫入。
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資料完全同步
啟用 Real-time SnapSync,讓每一次寫入主要 NAS 的新資料皆即時同步到備援 NAS,實現主要 NAS 與備援 NAS 達到 1 : 1 的資料完全同步,打造 RPO=0 的災難復原方案。
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靈活的異地與雲端備份
透過 Hybrid Backup Sync 將 NAS 資料彈性備份至遠端伺服器或雲端空間。QNAP 打造的 myQNAPcloud Storage 雲端空間,提供快速的雲服務與高等級資料安全性。
豐富的虛擬化應用,讓 IT 資源最佳化
高性價比虛擬化儲存
相容 VMware® vSphere™、Microsoft® Hyper-V®、Citrix® XenServer™ 虛擬化平台,亦支援 iSCSI/NFC/Fibre Channel 多元協定,為企業的虛擬化應用提供大容量虛擬化儲存空間。
Socket Zero-Copy 大幅提升 iSCSI 讀取速度
當 iSCSI 在高速傳輸應用時,可能會受到 CPU 工作負載而影響傳輸速度。透過 Socket Zero-Copy 技術,可大幅減低傳輸時 CPU 的運算資源,因而提升掛載 iSCSI LUN 的資料讀取速度。
iSCSI Read Performance (25GbE x5)
測試於 QNAP 實驗室,數據會因實際環境而有所不同。
測試環境:
NAS: TS-h2490FU (AMD EPYC 7302P 16-core), Samsung 970 EVO SSD x12, Mellanox ConnectX-4 Lx NIC, 25GbE x5
Client: Intel Xeon E-2124 3.3 GHz x3, Microsoft Windows Server 2016, Mellanox ConnectX-4 Lx NIC, 25GbE total 5 connections
運行企業虛擬機應用
Virtualization Station可讓您在 QNAP NAS 上運行虛擬機器。具備虛擬機即時遷移、動態記憶體分配、硬體加速及高可用性 (HA) 等功能,大幅提升彈性與服務穩定性。
部署容器化應用的執行與儲存環境
QNAP NAS 是唯一支援 LXD、Docker® 和 Kata Container 三項核心軟體容器技術的 NAS 品牌,透過 Container Station 即可快速啟用微形服務,並可由 Docker® Hub/LXD 映像檔伺服器線上市集隨選下載來自全球各地的應用程式。
提升資安防護,保障企業隱私
快速組建 VPN 網路
企業組織可在 NAS 上運行 QuWAN SD-WAN 服務,為遠端辦公室或員工快速建立 Mesh VPN,讓企業員工更容易地加入公司內網的系統來使用。QuWAN 讓企業網路迅速到位,兼顧安全與穩定度。
抵禦惡意軟體,提升 NAS 安全
透過 Malware Remover 定時掃描 NAS、檢查並下載最新惡意軟體定義檔。當受到攻擊時,可即時排除受感染的檔案,協助提升 NAS 資安防護層級。
建立主機型 (Host-Based) 防火牆
利用 QuFirewall 為 NAS 設定防火牆允許/禁止規則來過濾特定封包,並支援 GeoIP 功能,允許/禁止來自特定國家的 IP 存取,達到網路安全。
主動監控 NAS 系統狀態與檔案活動
Security Center 安全中心主動分析與監控 NAS 系統狀態、檔案活動與潛的網路安全威脅,並進行安全風險評估,協助您採取立即保護措施,避免資料遺失與資安漏洞。
提升 SMB 3 簽章與加密檔案傳輸
QuTS hero 支援 AES-NI 硬體加速,可提升 SMB 3 傳輸協定中的封包簽章、傳輸加密與解密之效率,在保護重要資料的同時,仍維持系統的高效能。
支援 AES-128-GMAC 簽署加速
大幅提升 SMB 3.1.1 傳輸協定中封包簽章的效率,CPU 使用率也更好。(僅適用於 Windows 11® 和 Windows Server 2022® 用戶端)
記憶體越大,ZFS 效能越好
記憶體對於 ZFS 的運行效能扮演重要角色,包含:高速傳輸、重複資料刪除、ARC、Cache 等。建議您盡可能擴充 NAS 的記憶體容量,有助於大幅提升應用效能,處理繁重的商務應用更加游刃有餘。
QuTS hero NAS 的最佳儲存配置
我們建議您進行以下配置,以獲得 QuTS hero 更好的儲存效益與效能表現。
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Step 1:系統碟與預設共享資料夾
第一個 Storage Pool 即是系統碟,亦為系統預設共享資料夾與應用程式的安裝位置。
建議先分配兩顆以上 SSD 設定 RAID 組態,大幅提高應用程式 metadata 管理及資料庫運作效率, 整體系統表現提升達 30% 以上。- 若 NAS 內建 M.2 SSD 插槽,推薦使用 M.2 SSD 做為系統碟,而不佔用資料儲存空間。
- 若使用全 HDD 配置,第一個 Storage Pool 也會是系統碟與預設共享資料夾所在。
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Step 2:讀取快取與 ZIL
配置更多 SSD,執行讀取快取與 ZIL。也可以安裝 QM2 擴充卡增添 M.2 SSD,擴充讀取快取空間。
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Step 3:資料儲存區
分配 HDD/SSD 設定 RAID 組態,做為資料儲存區。使用全 SSD 配置 All Flash 儲存則更能達到高速商務應用的效能要求。
| QuTS hero | QTS | |
|---|---|---|
| 檔案系統 | ZFS | Ext4 |
| 快取功能 | 讀取快取與寫入意圖日誌 (Write Intent Log) | 讀/寫快取 唯讀快取 唯寫快取 |
| 在線資料壓縮 (Inline Compression) |
有 (LZ4 壓縮,適合 RAW 檔、文件檔) |
無 |
| 在線重複資料刪除 (Inline Deduplication) |
有 (需 16 GB 以上記憶體) |
無 |
| HBS 遠端備份 QuDedup 來源端重複資料刪除 | 有 | 有 |
| Qtier 自動分層儲存 | 無 | 有 |
| 硬體斷電保護 | 支援 UPS | 支援 UPS |
| 系統斷電保護 | ZIL Copy-on-Write (復電後服務即刻繼續) |
無 (不正常斷電將使檔案有損毀風險,須暫停服務執行「檢查檔案系統」) |
| 權限管理 | Rich ACL (14項) | Posix ACL (3項) + 少部分特殊權限 |
| 容量擴充 | 加入單顆硬碟擴充 RAID RAID 容量升級 更換更大容量硬碟 JBOD 擴充 |
加入單顆硬碟擴充 RAID RAID 容量升級 更換大容量硬碟 JBOD 擴充 |
| 資料安全性 | 較佳 (Self-Healing & Copy-on-Write) |
標準 |
| 影音剪輯應用 SSD 配置建議 | 建立 SSD Pool 註:建立 Folder/LUN 時 Block Size 建議設定為 128K |
剪輯作業 (例如 RAW 檔初剪):建立 SSD Pool 後製作業:啟用讀/寫快取 註:建立 Volume 時 Block Size 建議設定為 32K ~ 64K,快取模式選擇 All I/O |
即刻部署 QuTS hero NAS
QuTS hero NAS 具備強悍硬體、強勁效能,滿足企業環境對於高穩定、高效率的嚴苛要求,搭配彈性的 SSD 專用埠與 PCIe 擴充介面,展現更多元的應用潛能。
FAQ
ZFS 是一種以資料完整性為核心設計的檔案系統,特別適合長期保存重要資料。企業選擇 ZFS 架構的 NAS,是因為它能在日常使用與長時間運作下,持續維持資料的穩定性與可預期的保護水準。QNAP 的 QuTS hero 將 ZFS 的優勢整合進 NAS 作業系統中,讓企業在不增加管理負擔的情況下,建立更可靠的儲存基礎。
ZFS 在設計上就把資料完整性視為基本要求,而不是額外附加的功能。它會透過端到端檢查碼 (End-to-end Checksums) 來驗證資料內容,協助系統在存取或背景檢查時發現潛在的資料毀損問題。當儲存架構中具備冗餘機制時,ZFS 也能自動修復受損的資料區塊,降低資料錯誤未被察覺的風險,並提升後續復原的可靠性。
傳統 RAID 的設計重點,在於硬碟層級的容錯與資料可用性,確保單一硬碟故障時系統仍能持續運作。ZFS 則進一步關注「資料是否正確」,它會驗證每次讀寫的資料內容,並能偵測靜態資料毀損 (Silent Data Corruption)。在搭配 RAIDZ 或鏡像等冗餘架構時,ZFS 也能自動修復受損資料。實務上,ZFS 並不是取代 RAID,而是將冗餘機制與資料完整性驗證結合,讓長期儲存更可靠。
快照(Snapshot)可以視為資料在某一時間點的狀態記錄,能快速還原,非常適合用來因應誤刪檔案、檔案被覆寫,或突發的勒索軟體事件。ZFS 的快照設計相對輕量,適合頻繁建立,用於日常保護與快速回復。不過,快照仍儲存在同一套系統中,因此不等同於完整備份。真正的備份應該儲存在不同的儲存設備或位置(例如另一台 NAS、異地或離線媒介),以因應硬體損毀、災害或重大事故。
Inline 資料重複刪除會在資料寫入磁碟之前,即時辨識重複的資料區塊,並避免重複寫入,因此實際只儲存一份資料,其餘重複內容則以參照方式指向該資料。這種方式特別適用於資料重複率高的工作負載,例如虛擬桌面、虛擬機範本或其他重複性高的資料集,有助於提升儲存效率並降低容量消耗。
讀取快取與寫入記錄裝置是為特定 ZFS 工作負載所設計,並非所有部署環境都需要。當系統記憶體不足以容納經常被重複讀取的資料時,讀取快取才會開始帶來明顯效益。寫入記錄裝置(SLOG)則主要用於依賴同步寫入的工作負載,例如資料庫或虛擬化平台。對於一般檔案分享與影音工作負載而言,增加記憶體或改善主要儲存效能,通常能帶來更穩定且可預期的效能提升。
選擇 ZFS NAS 時,重點在於依據實際使用方式,在 容量、效能與冗餘之間取得平衡。由於 ZFS 對記憶體的依賴程度較高,具備足夠 RAM,並搭載 Intel® 或 AMD 處理器的系統,通常更適合長時間穩定運作的企業環境。
在評估時,可從以下幾個面向著手:
- 容量和冗餘: 先確認實際可用容量,再依容錯需求選擇 RAIDZ1、RAIDZ2 或 Triple Parity (Z3);若工作負載與硬碟數量合適,也可考慮 Triple Mirror。
- 效能: 記憶體對 ZFS 效能影響明顯,SSD 快取則有助於改善混合型或隨機存取的回應速度。
- 網路: 2.5GbE 為基本配置,在多使用者或高頻寬需求環境中,建議升級至 10GbE 或更高速的連線。
QuTS hero 的硬體需求會依工作負載而有所不同,以下為基本考量方向:
- 記憶體 (RAM): 至少需要 8 GB 才能安裝與正常運作。
- Inline 重複資料刪除(選用): 若啟用此功能,建議至少配置 16 GB 記憶體,實際需求會依資料型態與工作負載而定,32 GB 或以上可提供更佳穩定度。
- 效能擴充: 面對虛擬化、高 IOPS 或多使用者同時存取等情境,可視需求增加 記憶體、SSD 快取,以及在適用情況下導入 10GbE 或更高速網路。
QuTS hero 不支援雙控制器 NAS 系統。