Tự xây dựng hệ thống NAS đơn giản phục vụ nhu cầu lưu trữ

Ngày nay, song song với việc chất lượng đường truyền mạng ngày càng gia tăng và giá thành của từng gigabyte lưu trữ ngày càng rẻ đi, nhu cầu download và lưu trữ dữ liệu số, đặc biệt là các dữ liệu âm thanh, hình ảnh của chúng ta cũng theo đó mà tăng theo cấp số nhân.

Dù bạn là người thích chụp ảnh, sưu tập đĩa nhạc hay, hay đam mê phim… nhìn chung một khi đã có nhu cầu lưu trữ dữ liệu số với số lượng lớn, rồi sẽ đến lúc chúng ta gặp phải những băn khoăn về vấn đề dung lượng, khả năng sao lưu dữ liệu đề phòng hỏng hóc hay khả năng truy cập thư viện dữ liệu của mình từ xa. Để giải quyết những vấn đề này, xin gửi đến bạn đọc loạt bài viết hướng dẫn xây dựng hệ thống NAS (Network Attached Storage), một giải pháp lưu trữ đơn giản, hiệu quả với chi phí rất thấp; được tổng hợp từ PCWorld, Lifehacker và một số blog công nghệ.

NAS là gì và tại sao nên xây dựng hệ thống NAS?

NAS (Network Attached Storage) box là một thiết bị, hay cụ thể hơn ở đây là một máy tính trong hệ thống mạng nhà bạn sẽ được cài đặt để chuyên phục vụ các nhu cầu liên quan đến lưu trữ hay truy cập dữ liệu. Khi được kết nối và cấu hình chính xác, ở mức cơ bản mọi máy tính trong hệ thống mạng LAN sẽ có thể truy cập các file dữ liệu trên NAS. Hiện nay cách nghĩ rằng dạng thiết bị như NAS chỉ phù hợp với các gia đình giàu có với 4 5 PC hay laptop trong nhà đã không còn phù hợp, khi mà chúng ta có thể bắt gặp các dạng thiết bị thông minh với nhu cầu truy cập file thường xuyên (smartphone, tablet và sắp tới là các loại wearable computer..) ở khắp mọi nơi. Không giống như các file server thông dụng, NAS thường được cấu hình tối ưu cho các tác vụ cụ thể như stream media hay sao lưu dữ liệu. Quan trọng nhất vẫn là đặc điểm mà bạn có thể tìm thấy trong mọi bài viết về NAS : Low power and and low cost (chúng ta sẽ tìm hiểu kỹ hơn ở phía dưới).

Hiện nay, việc tìm mua các NAS box pre-build không còn là việc quá khó khăn. Dạo qua các diễn đàn như hdbitvn hay hdvietnam, ta có thể bắt gặp rất nhiều thương nhân cũng như khách hàng nhiều kinh nghiệm với dòng sản phẩm này, cũng như thấy rằng việc sử dụng NAS không phải là điều gì đó quá mới mẻ. Với các sản phẩm pre-build này - cũng tương tự một chiếc điện thoại hay laptop chạy hệ điều hành gốc của nhà sản xuất cài đặt trên đó mọi thành phần cần thiết bao gồm hệ điều hành nền và các chức năng mềm khác đã được tích hợp đầy đủ - người dùng chỉ cần kết nối vào mạng là hầu như có thể sử dụng ngay lập tức, hết sức thuận tiện.

Nhưng nếu trong nhà bạn đang có sẵn một PC cũ không được sử dụng thường xuyên nhưng vẫn hoạt động ổn định, hay chỉ đơn giản là một số linh kiện như CPU, Mainboard, RAM cũ hiện đang vứt lăn lóc; việc tự tay xây dựng nó thành một NAS box cũng có cái hay riêng của nó – khi mà chúng ta có thể tùy biến rất nhiều thứ theo ý mình, đồng thời đảm bảo chi phí phải bỏ ra được giữ ở mức tối thiểu (Tuy nhiên riêng các nguồn cũ Noname thì xin khuyến cáo bạn đọc không tái sử dụng dưới mọi hình thức nếu không muốn mất trắng mọi dữ liệu quý giá của mình).

Tùy theo số lượng ổ cứng và cổng kết nối ổ cứng mà bạn muốn sử dụng (ngày nay chủ yếu là SATA), cũng nên lưu ý số port trên mainboard để xem có thể sử dụng được tối đa là bao nhiêu ổ. Tuy với nhu cầu gia đình thì khoảng 2 đến 3 tổ 1 hoặc 2TB đã là khá ổn, và cách làm việc của NAS cũng không yêu cầu tốc độ cao của SATA 3 nhưng nếu bạn có nhu cầu ca, các mainboard cũ với nhiều cổng cũng không phải là quá đắt

PC File Server vs NAS

Nếu so sánh về mặt chức năng, quả thực một server Windows hay Linux quen thuộc sẽ đánh bại mọi thể loại NAS, với khả năng chạy đủ loại dịch vụ - kiêm nhiệm chức năng của nhiều server để phục vụ mọi nhu cầu người dùng có thể nghĩ ra. Thậm chí nếu chỉ so sánh khả năng của file server trên đó với NAS, các NAS box của chúng ta vẫn hoàn toàn ở cửa dưới bởi việc hoạt động trên nền các hệ điều hành mạnh mẽ khiến các File Server linh hoạt và đa nhiệm hơn rất nhiều.

Nhưng bù lại, sự “mạnh mẽ” của các hệ điều hành này sẽ vắt kiệt sức của chiếc PC già cỗi mà bạn đang định sử dụng, khiến phần hiệu năng dành cho việc xử lý các yêu cầu truy cập file chẳng còn bao nhiêu. Kể cả nếu so với các NAS box pre-build, thường thì ta sẽ phải bỏ tiền cho một case mini-ATX giá cao ngất, dĩ nhiên kèm theo hệ thống mainboard và quạt nhỏ gọn mới có thể đạt được kích thước lý tưởng của các NAS box này.

Quan trọng nhất, nếu như việc một máy PC thông thường trong nhà được bật 24/7 để phục vụ file cho các thiết bị khác làm dấy lên mối quan tâm của gia đình bạn về vấn đề…. tiền điện thì khi sử dụng NAS, chúng ta sẽ gạt bỏ được gánh nặng này. Đừng quên rằng với cách cài đặt server thông thường, tức bổ sung dịch vụ trên nền các hệ điều hành Windows, Linux (kể cả dù bạn có kiếm được các Linux server tối ưu cho nhu cầu gia đình hay hộ kinh doanh nhỏ đi nữa); rất nhiều năng lượng cũng như sức mạnh xử lý sẽ được tiêu tốn vào những thành phần, chức năng mà có thể bạn sẽ chẳng bao giờ cần đến chỉ với nhu cầu lưu trữ thông thường.

Rất nhiều trong số đó là những yếu tố phục vụ việc xử lý đồ họa. Trong khi với các thiết bị lưu trữ dạng này, giải pháp thông minh hơn sẽ là giải phóng chúng khỏi các vấn đề về đồ họa cũng như các thành phần râu ria như chuột, bàn phím, màn hình…. Sau đó chạy giao diện cấu hình trên máy PC chính, mạnh mẽ hơn mà chúng ta thường dùng để làm việc. Và đó cũng chính là cách mà đa số các NAS box hoạt động: Người dùng sẽ cấu hình chúng từ xa thông qua giao diện web. Kết quả là chúng ta có những cỗ máy chỉ với công suất tiêu thụ chỉ vài chục W ở trạng thái nghỉ (idle) và hiếm khi vượt quá 150W ngay cả khi hoạt động ở cường độ cao. Thậm chí có những mẫu pre-build được quảng cáo chỉ tốn tầm 11W khi idle, trong khi chỉ riêng ổ Western Digital RED (loại tốc độ thấp, tối ưu cho NAS chuyên dùng để lưu trữ) đã tốn gần 5W.

So sánh điện năng của 1 mẫu NAS prebuild và PC thông thường.

Dĩ nhiên, nếu bạn có đủ khả năng tài chính và muốn có một file server với khả năng tùy biến, mở rộng cao, đáng tiếc vẫn phải nói rằng một PC cấu hình tương đối chạy Windows hay Linux Home Server sẽ mạnh mẽ cũng như thuận tiện cho việc cấu hình hơn khá nhiều.

Những yêu cầu đầu tiên

Lý thuyết như vậy đã là quá đủ, bây giờ chúng ta sẽ tìm hiểu những gì bạn cần chuẩn bị để tiến hành thiết lập NAS box trong nhà:

- Một hệ điều hành: Không phải những hệ điều hành mạnh mẽ đa nhiệm như sản phẩm của Windows hay Apple mà là các hệ điều hành nhỏ gọn được tối ưu để đóng vai trò NAS box. Như nhiều người sẽ đoán trước, phần lớn các hệ điều hành miễn phí dạng này được cung cấp trên mạng đều được xây dựng dựa trên Linux, vì vậy đôi chút hiểu biết về các câu lệnh cơ bản trong Linux để sử dụng khi cần thiết cũng sẽ rất hữu ích. Hiện nay, có rất nhiều giải pháp được ưa chuộng như FreeNAS, OpenFilter hay unRAID. Trong phạm vi chuỗi bài viết này, các hướng dẫn sẽ được thực hiện chủ yếu dựa trên FreeNAS 7, tuy nhiên thao tác cấu hình giữa các sản phẩm này thực sự cũng không có quá nhiều khác biệt. Nếu đã nắm được cốt lõi vấn đề, bạn hoàn toàn có thể thử qua vài loại NAS OS khác nhau cho đến khi vừa ý.

Nếu tìm kiếm freenas từ trang chủ, bạn sẽ chỉ thấy Version 8, trong đó đòi hỏi cấu hình cao hơn rất nhiều so với Version 7. Vì vậy hãy hướng đến trang chủ mới của phiên bản cũ là đề tài về file cài đặt cần thiết. Nếu có đủ phần cứng cần thiết, bạn cũng có thể tải về Version 8 nếu muốn tận hưởng các chức năng mới, dù rằng theo như lifehacker thì phiên bản này còn khá nhiều bất cập.

- Kiến thức căn bản về hệ thống mạng trong gia đình: Nếu còn băn khoăn về các khái niệm liên quan đến địa chỉ mạng, chức năng căn bản của các thiết bị mạng trong nhà hay các vấn đề tương tự, bạn nên xem qua chuỗi bài trước đây về Home Networking. Genk cũng đã có sẵn một bài về giao thức streaming phổ biến nhất hiện nay là UPnP (thường bị nhầm lẫn chung với chứng chỉ DLNA) nếu bạn có nhu cầu stream media từ NAS box của mình.

- Một dàn máy cũ với RAM tối thiểu 256MB (cho V7) hoặc 4GB (cho V8): Các thành phần như mainboard và CPU tốt nhất nên được tận dụng lại (Pentium 4 sẽ là vừa đủ), bởi giá các NAS box pre-build không hơn một con chip Celeron 775 mới là bao, và một trong các mục đích quan trọng ở đây vẫn là tiết kiệm. Tuy nhiên xin nhắc lại là nên nói không các nguồn Noname cũ.

- Một USB flash drive khoảng 512MB: Bạn có thể cài đặt FreeNAS nói riêng và các NAS OS nói chung trên ổ cứng nếu muốn, nhưng phần lớn các OS này được thiết kế để chạy riêng biệt trên các USB dạng này. Chỉ nên cài đặt chúng lên ổ cứng nếu Mainboard cũ của bạn không hỗ trợ boot từ USB.

Với từng đó thứ, chúng ta đã tạm xong phần chuẩn bị. Trong bài tiếp theo, chúng ta sẽ đi vào chi tiết cài đặt để có một NAS box hoạt động như ý muốn.