QuTS
hero 5.0.1

Надежная и высокопроизводительная операционная система на основе ZFS

QuTS hero на основе ZFS: высокая производительность и целостность данных

В условиях стремительного роста объемов данных, популярности VDI, твердотельных накопителей, контента 8K и других прорывных ИТ-тенденций современному бизнесу необходимы надежные системы хранения для удовлетворения потребностей. Операционная система QNAP «QuTS hero» сочетает в себе широкий спектр приложений QTS и 128-битную файловую систему ZFS для реализации гибкого управления хранилищем, комплексной защиты данных и оптимизированной производительности, чтобы удовлетворить потребности критически важных бизнес-процессов.

Что нового:

Особенности QuTS hero 5.0.1

Благодаря обновленному до версии 5.10 ядру Linux поддерживаются аппаратные платформы следующего поколения, а QuTS hero защищает ваши цифровые активы с помощью расширенных функций безопасности.

  • Надежное хранилище больших данных

    Емкость до 5 петабайт на общую папку

    Решения QNAP на основе ZFS обеспечивают емкость отдельных общих папок до 5 ПБ для ресурсоемких задач, требующих значительных объемов в одной логической папке, включая анализ больших данных, периферийные вычисления и искусственный интеллект. Уровни ZFS RAID (RAID Z) предназначены для работы с петабайтами данных, чтобы быстро создавать готовые к использованию RAID массивы большой емкости.

  • Защищенный доступ к файлам

    Зашифрованный LUN на NAS

    Зашифруйте определенные LUN для повышения безопасности данных, поскольку для подключения LUN и доступа к нему потребуется расшифровка.

  • Повышена надежность системы

    Замена дисков в RAID массиве на запасные перед потенциальным отказом

    Если обнаружены проблемы с диска, будь то значения SMART, прогнозы DA Drive Analyzer или замедление работы системы, замените подозрительный диск в группе RAID на запасной в любое удобное время. Благодаря отсутствию необходимости ждать автоматической замены диска после возникновения сбоя значительно повышается надежность системы и исключается процесс перестроения RAID.

  • Удобный поиск файлов

    Поддержка Windows Search Protocol (WSP) для общих папок NAS

    Пользователи Windows® 10/Windows Server® 2016 (или более поздней версии) могут легко выполнять поиск в общих папках NAS непосредственно в операционной системе Windows® для папок, подключенных по SMB. Для большего удобства поддерживается расширенный поиск файлов по времени, типу файла или размеру.

  • Отделенный ZIL – SLOG

    Сохраняйте данные ZIL и кэша чтения (L2 ARC) на отдельных SSD, чтобы разделить нагрузку чтения и записи, тем самым повысить общую производительность системы и увеличить срок службы твердотельных накопителей для полной оптимизации инвестиций во флэш-хранилище.

  • Повышенный уровень безопасности

    Поддержка протокола TLS 1.3, автоматическое обновление операционной системы и приложений, а также ключи SSH для аутентификации — все это предотвращает взлом паролей или аналогичные потенциальные атаки на ваш сетевой накопитель, а также повышает отказоустойчивость и производительность работы.

  • WireGuard VPN

    Новая версия приложения QVPN 3.0 включает популярный, легкий и надежный протокол WireGuard для настройки безопасного соединения через простой интерфейс — это особенно удобно для домашней удаленной работы.

  • Мгновенное клонирование

    Выполняйте мгновенное клонирование моментальных снимков на резервном NAS сразу после синхронизации данных с главного хранилища при помощи SnapSync, чтобы управлять копиями и анализировать данные без вмешательства в работу основного сервера и исходные данные. Мгновенное клонирование также полезно для DevOps, например при разработке приложений, тестировании баз данных, анализе и подготовке отчетности.

Повысьте производительность NAS с помощью дедупликации, сжатия и уплотнения данных

  • Встроенная дедупликация данных

    Встроенная дедупликация работает на блочном уровне, при этом она выполняется до записи данных на диски. Это оптимизирует скорость записи и экономит объем дискового пространства.

  • Встроенное сжатие

    Сжатие данных уменьшает рабочие нагрузки ввода-вывода и повышает производительность хранилища. Например, дедуплицированные виртуальные рабочие столы легче кэшируются, что повышает производительность VDI.

  • Встроенное уплотнение

    Уплотнение наиболее эффективно для работы с SSD и ситуаций, когда генерируются повторяющиеся данные или архивы небольших файлов (например, журналы транзакций).

Самовосстановление обеспечивает целостность и надежность данных

Целостность данных является ключом к надежности приложений и корректной работы баз данных. По мере роста внедрения твердотельных накопителей предприятия будут сталкиваться с повышенным риском потери данных, поскольку восстановление информации с неисправных SSD остается сложным и дорогостоящим процессом. Файловая система ZFS, разработанная с упором на целостность данных, использует сквозные контрольные суммы для обнаружения и исправления скрытых повреждений, которые вызваны аппаратными дефектами, ошибками микропрограммного обеспечения или ошибками метаданных. Если обнаружено нарушение целостности, ZFS автоматически устраняет повреждение, используя восстановленные данные на основе контрольных сумм, перед тем как передать их приложению. QuTS hero обладает функцией WORM (однократная запись, многократное чтение), чтобы гарантировать, что данные после записи не могут быть изменены.

Надежная защита данных с помощью RAID Z

QuTS hero поддерживает обычные конфигурации RAID: RAID 0 (чередование), RAID 1 (зеркальное отображение), RAID 5, RAID 6, RAID 10, RAID 50 и RAID 60, а также RAID Triple Parity (защита от сбоя трех дисков) и Triple Mirror (зеркало с тремя копиями). Предназначенный для работы с петабайтами данных, RAID Z представляет собой идеальный инструмент для создания готовых к использованию массивов RAID за считанные секунды.

Технология многоуровневого кэширования

ZFS одновременно поддерживает кэш чтения из основной памяти (L1 ARC), кэш чтения второго уровня SSD (L2 ARC) и ZFS Intent Log (ZIL) для синхронизации транзакций. L1 ARC работает в совокупности с L2 ARC, что повышает производительность и минимизирует количество обращений к диску. ZIL полезен для приложений с большими рабочими нагрузками синхронной произвольной записи, таких как базы данных, поскольку информация сначала будут записана в ZIL, а затем в хранилище, что помогает уменьшить задержку и улучшить производительность записи.

Мгновенные снимки для защиты данных

  • Почти безграничное количество мгновенных снимков

    Суммарное количество мгновенных снимков достигает 65 535 для iSCSI LUN и общих папок. Если один снимок создается каждый час, то есть 24 снимка в день, тогда снимки будут непрерывно создаваться в течение 7 лет! Технология копирования при записи помогает создавать мгновенные снимки без влияния на скорость записи данных.

  • Snapshot Replica упрощает защиту данных

    Snapshot Replica — это инструмент, который эффективно переносит мгновенные снимки на удаленный сервер, копируя только сделанные изменения, что помогает сэкономить время и полосу передачи.

  • SnapSync для удаленной репликации моментальных снимков

    SnapSync выполняет удаленную репликацию мгновенных снимков на уровне блоков, когда передаются только измененные данные, чтобы сэкономить дисковое пространство и повысить скорость резервного копирования. В случае отказа основного хранилища SnapSync помогает восстановить доступ к данным в кратчайшие сроки.

1. SnapSync поддерживается моделями NAS QNAP с операционными системами QuTS hero 4.5.3 или новее и QES v2.1.1 v11 или новее. Эти NAS могут быть подключены друг к другу для хранения резервных копий.
2. Чтобы обеспечить успешную синхронизацию папок и файлов с настроенными политиками безопасности настоятельно рекомендуется организовать доменную среду, совместимую с AD/LDAP, чтобы предотвратить несогласованность системных UID (особенно в связках NAS на базе QuTS hero и QES).

Предотвращение одновременных отказов нескольких SSD с помощью QSAL

Срок службы SSD определяется конечным числом операций записи. Вполне возможно, что срок службы нескольких твердотельных накопителей в одном массиве RAID закончится одновременно, что приведет к потере данных, даже несмотря на защиту RAID. Запатентованный алгоритм QSAL (QNAP SSD Anti wear Leveling) регулярно определяет срок службы и надежность SSD RAID. Когда срок службы SSD составляет менее 50%, QSAL будет динамически распределяет избыточное пространство, чтобы гарантировать, что у каждого SSD будет достаточно времени для восстановления, прежде чем он достигнет конца срока службы. Это поможет предотвратить одновременные отказы нескольких SSD и повысить надежность всей системы. QSAL мало влияет на использование дискового пространства, вызывает лишь небольшое снижение производительности и значительно улучшает общую надежность данных.

Резервирование ресурсов пула для повышения производительности записи

Зарезервируйте часть дискового пространства в пуле хранения, чтобы новые данные записывались полным блоком, даже если пул почти заполнен. Для нагрузок с интенсивной записью и ресурсоемких приложений, таких как журналы транзакций SQL, резервное копирование, IP-видеонаблюдение и телемедицина, установите большой объем резервного пространства пула, чтобы достичь более высокой производительности записи.

Запись больших блоков на HDD

Запись малых блоков на SSD

  • С аппаратным ускорением

    Чтение
    1050 МБ/с
    		Запись
    750 МБ/с

  • Without AES-NI hardware acceleration

    Чтение
    200 МБ/с
    		Запись
    150 МБ/с
Без аппаратного ускорения Чтение
МБ/с
Запись
МБ/с
Without AES-NI hardware acceleration Чтение
МБ/с
Запись
МБ/с

Тестовая среда:
10 ГБ/128 ГБ Файл Drag & Drop
Клиент: Win10 Pro 64-разрядная с сетевым адаптером 10 Гбит/с
NAS: TS-h973AX-32G, 32 ГБ RAM (QuTS hero 5), Samsung 860 Evo 1 ТБ

Широкий выбор приложений в App Center

QuTS hero включает в себя App Center с широким выбором готовых приложений, которые расширяют функциональность NAS для резервного копирования и синхронизации, управления и размещения контента, видеонаблюдения и других задач.

  • Комплексное резервное копирование

    Приложение HBS организует централизованное резервное копирование, восстановление и синхронизацию данных, а также использует технологию QuDedup для дедупликации исходных файлов для ускорения их резервного копирования и восстановления. Это оптимальный инструмент для реализации стратегии резервного копирования 3-2-1

  • Виртуализация и контейнеры

    Связка приложений Virtualization Station и Container Station реализует развертывание среды виртуализации непосредственно на сетевом хранилище. Утилита Network & Virtual Switch гибко выстраивает виртуальную сетевую инфраструктуру и обеспечивает взаимодействие между данными на NAS, виртуальными машинами, контейнерами и физическими сетевыми интерфейсами.

    Примечание. ZFS по умолчанию использует 50% оперативной памяти системы для адаптивного кэша замены (ARC). Поэтому для поддержания оптимальной функциональности системы рекомендуется ограничивать использование оперативной памяти приложениями виртуализации до 50%.

  • Синхронизация файлов

    Qsync упрощает синхронизацию файлов между NAS, стационарными компьютерами, ноутбуками и мобильными устройствами, а также осуществляет оперативный обмен общими файлами в группах пользователей для повышения эффективности совместной работы.

  • Облачное резервное копирование

    Boxafe выполняет резервное копирование или синхронизирует файлы, электронную почту, календари и контакты из Google™ G Suite и Microsoft® Office 365® в NAS для защиты корпоративных облачных данных.

  • Виртуальные машины и резервное копирование данных Windows®

    Hyper Data Protector — это надежный способ резервного копирования и восстановления нескольких серверов виртуализации, в том числе виртуальных машин VMware® и Hyper-V, а также компьютеров и серверов Windows® без каких-либо лицензионных сборов через QNAP NAS.

  • Облачный шлюз

    Приложение HybridMount поддерживает работу с более чем 20 основными облачными сервисами хранения, чтобы легко связывать их с сетевым накопителем, в том числе использовать NAS как шлюз для ускорения доступа к хранящимся данным.

  • Прогнозирование работоспособности и отказов дисков с помощью ИИ

    Разработанный в сотрудничестве QNAP и ULINK Technology, DA Drive Analyzer представляет собой механизм искусственного интеллекта, который прогнозирует ожидаемый срок службы дисков, позволяя вам принимать упреждающие меры для предотвращения потери данных из-за отказа диска.

Доступное хранение данных для Fibre Channel SAN

Сети хранения данных (SAN) отличаются высокой надежностью и производительностью, что делает их предпочтительным вариантом хранения контента для медиапроизводства, когда необходимы минимальная задержка и быстрая передача данных. При помощи карт с интерфейсом Fibre Channel 16 Гбит/с и 32 Гбит/с сетевые накопители QNAP напрямую добавляются в существующие среды SAN. При этом высокая производительность IOPS и масштабируемая емкость NAS сочетаются с широкими возможностями QuTS hero для резервного копирования и восстановления, сокращения объема данных и их самовосстановления при повреждениях.

Как оптимально настроить NAS под управлением QuTS hero

Выполните следующие действия, чтобы добиться оптимальной эффективности хранения и производительности.

Чем больше оперативной памяти, тем выше производительность ZFS

Память играет жизненно важную роль в производительности ZFS, особенно при высокоскоростной передаче данных, дедупликации данных, ARC и кэшировании. Рекомендуется использовать как можно больше памяти, чтобы получить максимальную отдачу от производительности ZFS для оптимизации нагрузки.

Что выбрать — QuTS hero или QTS?

QuTS hero QTS
Файловая система ZFS Ext4
SSD-кэш Кэш на чтение Кэш на чтение/запись
Кэш на чтение
Кэш на запись
Сжатие данных Да
(сжатие LZ4, идеально для файлов RAW и документов)		 Нет
Дедупликация данных Да
(требуется как минимум 16 ГБ ОЗУ)		 Нет
HBS с QuDedup для удаленного резервного копирования Да Да
Защита от сбоев питания (аппаратная) Источник бесперебойного питания (ИБП) Источник бесперебойного питания (ИБП)
Защита от сбоев питания (программное обеспечение) ZIL
Copy-On-Write
(Обслуживание продолжается после восстановления питания)		 Нет
(риск повреждения на уровне файловой системы при отключении питания и простое системы, необходим для «Проверьте файловую систему»)
Управление разрешениями ACL (14 типов) ACL POSIX (3 типа) + определенные специальные разрешения
Расширение емкости Увеличьте емкость RAID
Замена дисков большей емкости
Подключение модулей расширения/JBOD		 Добавление диска в группу RAID
Замена дисков большей емкости
Подключение модулей расширения/JBOD
Безопасность данных Высокая
(Самовосстановление и копирование при записи))		 Стандартная
Общая производительность Требуется более производительный ЦП и больше памят Лучше
Рекомендации по конфигурации SSD для приложений редактирования видео Использование пулов SSD

Примечание: Установите размер блока 128 КБ при создании папок и LUN.		 Редактирование (из исходных файлов или RAW): использовать пулы SSD.
Пост-продакшн: включить кэш чтения/записи.

Примечание: Установите размер блока 32 или 64 КБ при создании томов и выберите «Все операции ввода-вывода» для режима кэширования.

Миграция и управление RAID на QuTS hero

Поскольку управление метаданными ZFS отличается от Ext4, диски из NAS с операционной системой QTS не могут быть использованы в NAS с операционной системой QuTS hero без потери данных (и наоборот) — при изменении операционной системы потребуется заново инициализировать устройство и диски будут отформатированы. Также для смены операционной системы можно просто установить новые диски. Если требуется использовать те же диски, то следует сначала обеспечить резервное копирование всех данных, а затем инициализировать жесткие диски с новой ОС. Перед установкой QuTS hero пользователям рекомендуется тщательно оценить необходимость именно этой операционной системы.

Для увеличения емкости хранения NAS на базе QuTS hero потребуется добавить полную группу RAID в пул. После создания группы RAID она не поддерживает расширение путем добавления отдельного жесткого диска и не поддерживает миграцию уровней RAID.

Способы расширения хранилища Операционная система QuTS hero Операционная система QTS
Добавление диска в существующую группу RAID -----
Добавление группы RAID в пул хранения данных
Замена всех дисков-членов группы RAID на диски большей емкости
Подключение модулей расширения JBOD