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浅谈 Synology NAS 新的 iSCSI Manag

N生活记2020-05-22562人围观

Synology在DSM 6.2后将 iSCSI 从储存空间管理员移出,变成一个专为管理 iSCSI LUN 及目标所设计 iSCSI Manager,可以协助 IT 管理员快速监控异常事件,在 Btrfs 储存空间上的进阶 LUN 提供即时的 LUN 快照及複製功能。 iSCSI Manager 协助您轻鬆管理与监控 iSCSI 服务,可为外部伺服器提供整颗硬碟般的环境,只要将 iSCSI LUN 连结至 iSCSI Target,用户端便可以透过 iSCSI 启动器存取储存空间,如同存取本机磁碟一般。

浅谈 Synology NAS 新的 iSCSI Manag

文章大纲


1. iSCSI 和网路芳邻的纠缠
2. 建立Synology  iSCSI Target
3. PC连线 Synology iSCSI
4. VMware ESXI 使用 Synology iSCSI Target
5. 建立VMware虚拟机器在Synology iSCSI Target上
6. Synology iSCSI LUN 快照
7. 心得与感想


iSCSI 和网路芳邻的纠缠

SCSI 为 Small Computer System Interface 之缩写,而是一种可同时连接多台不同类型的SCSI週边设备的系统阶层介面(如 CD-ROM、磁带机、扫描器等) ,早期的伺服器都是SCSI的天下,自从SATA流行后,引领风骚的SCSI慢慢地败阵下来,但当时有个技术,就是利用网路线取代排线来连接SCSI的硬碟,这样硬碟就不一定要摆在主机内,只要有网路经过的地方都可以摆放硬碟,iSCSI(Internet Small Computer System Interface)的魅力可说是风华一时。

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网路连接储存装置(Network Attached Storage,NAS)顾名思义也是利用网路来进行储存的一种设备,一般电脑脑是以DAS的方式直接存取档案系统,NAS通常是以档案为单位的通讯协定,像是NFS(在UNIX系统上很常见)或是SMB(常用于Windows系统),NAS实质上近似一台档案伺服器,可提供网路上的多台伺服器与多个使用者存取档案,最简单的说就是然后透过网路芳邻的方式分享,相信大部分的人都很清楚其运作模式。

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至于以区块为单位的通讯协定的就较陌生(如SAN),区块式储存系统有着高效率、容量大与扩充容易的优点,但缺点就是昂贵複杂与不易维护,不过近几年的发展,兼有档案式与区块式储存系统越来越受到欢迎,应该是未来趋势。不过大企业都採用快速的光纤来配置,但建置的高成本不是一般中小企业所能负荷,因此採用比较便宜的方iSCSI的确是首选。

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NAS就是利用本身上的储存槽建立一个空间,透过网路芳邻的方式(SAMBA、NFS ),即可连线成网路碟机来使用,就是把NAS上的空间当成桌机上的一个磁碟对应,只是这个磁碟不是一般的DAS直连式储存连接方式(Direct Attached Storage),而是利用网路来存取。既然如此,为何又要提供iSCSI呢?因为使用区块为单位的通讯协定不只给你空间,而是给你整颗硬碟般的环境,让你可以格式化与安装系统,尤其有使用Vmware虚拟伺服器的人都知道它的好处。

建立Synology  iSCSI Target

在DSM 6.1前,iSCSI 的服务是附属在储存空间管理员上,到了DSM 6.2 移出变成一个独立的 iSCSI Manager ,打造的全新管理介面外,也全面提升 iSCSI 的管理与监控体验,进阶 LUN 将循序写入效能提升高达 46%,带来更好的储存效率,具备闪电般的秒级快照、还原和複製技术,且透过 VAAI / ODX 的整合加速虚拟机器 (VM) 的整体效能。

iSCSI Manager 的「系统总览」页面上提供仪表板的方式呈现资讯,协助您快速监控 iSCSI 服务中的Target、LUN与事件等资讯。左边的功能服务选项也将快照直接纳进来。

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什幺是Target?就是指被连的iSCSI装置或目标,而连接储存装置之程式将统称为启动器(initiator),一般启动器就是指前端的PC, 先来建立一个Target,流程如下图,输入自己想要的 iSCSI Target 的名称,IQN则使用预设带出的值就可以,假如你不想让别人轻易连结,启用CHAP来使用名称与密码确认是保险的措施,预设值是不勾选,先不理会,之后再设定也不迟。

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Target可说是一个装置目标,主要是让前端可以去搜寻连结,而 LUN 一个空间的逻辑参照,LUN可以包括磁碟、磁碟的磁区、整个磁碟阵列,在Synology DSM 6.2上﹐你可以想像LUN就是去储存空间配置一块逻辑的磁碟空间,因此一个可被搜索的Target建立后,紧接会随着连结iSCSI LUN,有新增一个iSCSI LUN、连结以存在的iSCSI LUN或无(稍后连结)。

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笔者选择新增iSCSI LUN后出现如下图,DSM系统支援以下进阶与标準 LUN 类,DSM 6.2针对Btrfs档案系统的储存空间提供进阶的服务,如提供储存加速指令集,包括 Microsoft Windows ODX、VMware VAAI 整合、LUN 快照和 LUN 複製功能,以及 Thin Provisioning,比採用ext4档案系统的储存空间更强,所以笔者都会建议使用Btrfs来建立储存空间。

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一样在名称上输入异自己想方便辨识的LUN名称,而位置就是选择NAS上的储存空间,由于笔者的储存空间使用Btrfs,所以在储存加速指令集是启动的,Thin Provisioning选项可让 iSCSI Target 储存容量动态化并可依需求进行分配,简单说就是下图笔者指定配置300G空间,假如仅使用100MB,有 Thin Provisioning 就是使用 100MB 的空间,也就是动态配置最小可用空间,假如没有 Thin Provisioning 功能,那一开始配置就直接佔用了 300GB 的空间。

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最后出现Target与LUN连结的设定清单,检视后无误即可按下〔套用〕。

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套用成功后,来看看自动连结建立的iSCSI LUN内容(红色框),在蓝色框内看到使用Btrfs的储存空间的进阶模式。

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在Target内容服务状态已就绪与所连结的iSCSI LUN。

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DSM系统支援建立多个 Target 来连结 LUN,还记得刚刚建立Target会自动启动建立连结iSCSI LUN吗?那是因为在新增一个iSCSI LUN、连结以存在的iSCSI LUN或无(稍后连结)中选择新增一个iSCSI LUN,如果你选择「无(稍后连结)」,那就可以指定多个Target连结一个LUN。

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虽然一个iSCSI Target可以连结一个至多个LUN,同样一个iSCSI LUN也可以连结多个iSCSI Target。

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当您移除 LUN 时,所有 LUN 上的资料都将被删除,此时 LUN 和 Target 的连结也会遗失。

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iSCSI LUN的複製也容易,选择一个LUN后按下〔複製〕即可。

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就这样轻鬆地将LUN-1複製成LUN-4啰!

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PC连线 Synology iSCSI

目前中小企业或每个家庭,拥有一台NAS并不是一件奢望的事情,想想目前SSD日渐便宜,随然容量不大但速度比传统硬碟快太多了,然而SSD有其先天的写入寿命诟病,不适合资料保存用,不过是系统开机碟的最佳主角,因此将资料直接通过iSCSI服务放在NAS是另类的虚拟碟方案。

在 iSCSI运用中,常常会涉及到iSCSI Targer、iSCSI LUN与iSCSI initiator三个专有名词,前两个已经描述过了,iSCSI initiator就是前端要连结的启动器,下图中是使用Synology DS3018xs NAS来说明,你可以很清楚看到之间的关联,虽然一个iSCSI Target可以连结多个LUN,同样一个LUN也可以关联多个Target,不过请不要将多个iSCSI启动器连结至相同的Target,试想一下,使用区块为单位的通讯协定的iSCSI不只给你空间,而是给你整颗硬碟般的环境,要是就这样格式化这个虚拟磁碟会怎样呢?

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目前Windows 7 和 Windows 8 / 10 都有内建 iSCSI 的连线启动器服务,笔者以Windows 10为实例说明如下。假如你升级Windows 10 Creators Update后,发现控制台不易找到,可以看笔者的「控制台不见了该怎幺找出来」这篇文章。进入「控制台」→「系统及安全」上找到「系统管理工具」。

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在系统管理工具上已经看到有一个「iSCSI启动器」,点选来开启。

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iSCSI主要在IP网络上执行SCSI指令,供数据在网络上进行传输,所以开启后在【目标】分页画面上输入你有设定Target的NAS IP位址,并按下〔快速连线〕。

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此时马上抓到NAS上所有的Target,列出的名称就是NAS上的IQN,虽然IQN勒勒长文字,仔细看会找到当时建立Target建立时的名称,确定想要连结的Target后按下〔连线〕。

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由于笔者并没有启动CHAP的密码认证,所以看到选择的IQN状态已呈现「已经连线」表示成功。如果没有要检查一下你的系统中,iSCSI 的服务名称是否没有启动。

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进入PC端的磁碟管理工具,马上套出一个初始化磁碟的讯息,接动作如同一新颗硬碟建立MBR分割与格式化,就不再赘述。。

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看到这颗虚拟硬碟就是Target对应的LUN的空间,果然是笔者建立的300G空间,只要格式化硬碟后就可以使用 iSCSI 的空间

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不管是网路芳邻挂载应NAS硬碟,或是使用iSCSI的区块单位的传输协定,其性能都是完全取决于网络的速度,目前基本的网路配置都是1Gbps的乙太网路,理论上有125MB/s速度。格式化后笔者使用CrystalDiskMak来测试一下速度循序的读写速度来到110.9 / 107.8 ( MB/s),个人觉得相当不错,当然若有10GbE 网路介面卡更是如虎添翼,问题是速度影响的因素也很多,如线材、网路集线器、两端设备的网路卡与硬碟的速度都是要对应的,想要10GbE 的环境所费不赀啊!其实另类的Link Aggregation合併频宽是个便宜的方案喔!

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挨踢路人甲也列出同台机器上使用OCZ TRION 480GB TLC SSD固态硬碟的测试速度供参考。其实一个良好的网络环境中,iSCSI虚拟磁碟的性能足以满足日常需求,除非你有特别的速度需求,不然可以当作一个本地硬碟没问题。

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VMware ESXI 使用 Synology iSCSI Target

虚拟化技术领域中,目前较多人使用微软Hyper-V或是VMWare,目前四核心或六核心的机器价位也相当亲民,VMware ESXi 可说是目前市面上简单快速且免费的虚拟化方案之一,只要一部电脑就可运行多台虚拟机,也就是执行多个作业系统。挨踢路人甲已使用VMware ESXi 也有一阵子,之前从ESXi 3.5 至 ESXi 4.1 一路到ESXi 6.0走来算相当顺利,为了测试连结Synology iSCSI Target,使用VMware WorkStation架设VMware ESXi  6.5,之后再连接到Synology DS3018xs上的iSCSI Target。

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接下来利用VMware viclient工具连到VMware ESXI 6.5虚拟主机上,在【组态】页面上选择储存装置介面卡,并新增软体的iSCSI介面,如下流程图。

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在新增的SCSI SWare Adapter 下的装置按滑鼠右键,并选择「内容」。

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首先确定启动器的内容是否启动。

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确定有启动再到【动态探索】页面上按下〔新增〕,输入Synology NAS的IP位址按下〔确定〕,假如Synology  Target有设CHAP帐号与密码认证,记得要设定。

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此时会询问你是否要扫描主机汇流排介面卡,点选〔是〕来继续。

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重新扫描后来看看连上的iSCSI LUN的资讯,下方会扫描Synology NAS上可用的Target,有看到硬体加速的支援吗?

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接着到储存区来新增刚刚连结的Target储存区。

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出现建立储存区的精灵画面步骤,首先是储存区类型,直接点选〔下一步〕来继续。

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假如你在NAS上有建立多个Target,此精灵画面会出现可选择Target,笔者只建立一个,所以选择画面中的Target按〔下一步〕。

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看到所选取的Target的容量状况,了解后按〔下一步〕继续。

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输入易记的储存区名称。

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调整储存区的空间大小与容量上限,笔者选择预设的使用全部的空间。

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最后按下完成来产生VMware可以认识并运作的储存区。

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完成新增储存区后,果然在资料存放区看到新增的DS3018 iSCSI Target名称,你可以在「硬体加速」栏位下看到原先与新增的支援状况。

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建立VMware虚拟机器在Synology iSCSI Target 上

挨踢路人甲习惯使用VMware viclient工具来操作,不过画面字体过小,截图后不方便解说,改採vSphere Web Client连接VMware ESXi主机方式,发现介面清爽多了,不过一时之下,操作上有些不适应。

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建立虚拟机器不难,只要依照精灵一步一步画面,很快就完成一个虚拟机器设定。

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第二的步骤是指定虚拟机器名称与要安装的作业系统。

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第三步骤要注意一下,这个精灵画面上要选择连结NAS上的Target储存区。

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接着就是要模拟的机器设定参数指定,如CPU、记忆体、USB控制器、光碟机、显示卡等,至于硬碟空间指定32GB大小。

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最后列出设定的清单供你检阅,再次强调资料存放区是在Synology NAS上的Target。

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虚拟机器上安装系统步骤就略过,这部分如同一般硬碟的安装系统一样,下图是安装后执行的画面。

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回到Synology NAS上查看iSCSI LUN的空间使用状况,由于虚拟机器的硬碟空间是指定32GB,下图发现只使用了13.9GB,可见并没有直接配置32GB空间,果然Thin Provisioning发挥了用多少配多少的动态功能。

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使用iSCSI LUN除了高效率外,扩充容易是最大的优点,例如上图例中,挨踢路人甲是建立200GB空间给LUN 2使用,事后发现不足想要扩充空间是相当容易的,下图是进入iSCSI LUN终将容量从200GB变更成300GB,结果发现要先中断VMware ESXI的启动器,就是要中断与Target间的连线。

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进入VMware的iSCSI启动器画面上,将已启用的勾选取消来停止连结,之后再依上图重新扩充至300GB大小,完成后在进入将状态勾选来启用。

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当NAS上的iSCSI启动器重新连结Synology iSCSI LUN后,进入储存区来扩充成,下图中很明显已看到,除了原先规划的200GB外,也看到增加出来的100GB可用空间。

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经过扩充后即可将可用的100GB整合纳入,此时VMware的iSCSI储存区已变成300GB,真的很方便。

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Synology iSCSI LUN 快照

DSM 6.0採用「Btrfs」档案系统以支援资料快照技术,提升企业资料保护的层级-更安全、弹性与高效率,可以回复任一时间点的档案,比传统备份佔更少的储存空间。其快照的可针对公用资料夹与iSCSI LUN,DSM 6.2将储存空间的iSCSI移出变成iSCSI Manager,也将iSCSI LUN快照功能崁入,这样iSCSI的运作完全在iSCSI Manager的介面上,让工作更顺畅。

快照的操作很简单,老实说,比备份容易多了。首先在快照功能画面上选择想要快照的iSCSI LUN,之后再进行快照,如下流程图画面。

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快照时会出现下图说明,描述栏位输入此次快照的简略说明,比较重要的是快照类型,就是指一致性状态,目前有分应用程式一致与损毁一致类型,看到下方预设值是勾选「锁定」,主要是避免排程快照时将此快照点删除。。

应用程式一致:主要是要保持资料的一致性问题,当在进行快照,若发生连结的iSCSI LUN被使用中,很容有产生资料不一致的状况(尤其是,Windows Server/VMware ESXI Server使用中时),因此可安装Synology Snapshot Manager外挂工具,当快照时触发应用程式通知,让正在运行的记忆体资料排清到要拍摄快照的 LUN 上,来避免资料不一致的情形,否则您必须停止所有相关的应用程式并从启动器中登出。损毁一致:若您的用户端尚未安装 Synology Snapshot Manager,您将只能拍摄此类型的 LUN 快照。此时快照并不会通知应用程式将记忆体的资料排清至 LUN,所以无法确保资料一致。

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快照可以排程,如下图选择一个iSCSI LUN后,按下〔设定〕后再选择排程的相关设定,如执行的时间、重複间隔、开始与结束时间等。

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设定太频繁快照数量总是会影响空间,笔者强调过快照不等于备份,不过发现很多使用者喜欢使用快照来当备份,这样快照的次数太多,经年累月下来的空间会很可怕,所以Synology也提供保留规则的一些设定。想要简单选择「保留最新的快照」并指定欲保留的快照数量,但有时最新的快照数量并不是你想要还原的时间点,因此利用保留的规则是较佳的选择。Synology 使用祖父子 (Grandfather-Father-Son,GFS) 三代轮换保留规则。您可以分别为下列的时间範围设定保留快照版本的数量上限:小时、天、週、月、年等,例如下图保留最新7天、最近一週的快照。

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应用程式页面就是要指定一致性快照通知的Windows 与 VMware机器的IP,当然你要要安装Synology Snapshot Manager外挂工具才行。

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有排程的iSCSI LUN内容上,可以看到详细的下次快照执行时间、最近一次快照、快照的还原点与快照的保留规则等。

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无预期的硬体损毁、天灾或无意的人为删除可能导致资料遗失,快照可以产生历史版本资料,但是想在频繁的快照动作,只要机器挂了一样无法挽回。幸好Synology很贴心,提供複写的功能,其实就是异地的抄写动作,就是可以有效率地从主要备份複写到一个或多个地点的备援环境,一旦遇到灾难复原,可轻鬆的转移到备援环境。不过笔者目前没有第二台可测试,所以细节就略过,可以参考「Synology NAS DSM 6.0系统的磁碟快照」文章的複写章节。

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在测试还原前,笔者的新磁碟区D就是连结到DS3018xs上的一个Target,第一次快照后新增一个「第一次快照后建立」的资料夹。

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接着到快照的清单画面上,选择笔者建立第一次的快照来还原。

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结果出现警告,因为要还原的iSCSI LUN目前正被连线中,请还原资料前中断此连结。

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所以到iSCSI管理员上将LUN的连结取消勾选暂时中断。

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接着再重来一次还原,果然没有出现警告讯息,红色的文字是提醒您还原后,在此快照的后的变更须会全部消失,按下〔是〕即可还原。

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还原后再到iSCSI管理员上将LUN的连结勾选重新连结。

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连结后在进入查看,果然已经看不到「第一次快照后建立」的资料夹,由此证明还原成功。

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心得与感想

或许很多人都会问,直接将NAS挂上网路磁碟机不就了事,何必那幺费尽心思使用 iSCSI来连结呢?其实各有千秋,iSCSI的区块式储存有着高效率与扩充容易的优点,但缺点就是昂贵複杂与不易维护,刚好这就是像是NFS或是SMB档案式的优点,没有所谓的之争,依功能各取所需。目前市面上的知名NAS几乎都内建这两种功能,买台NAS用哪种方式就看自己规划方式与用途。
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使用档案式的方式可由NAS提供的使用者档案权限来管理,甚至可使用NAS上的应用服务,你可以尽情地把玩NAS带来的各项服务功能,若换成iSCSI区块式的方式,那幺 NAS 的众多服务套件就变成无用武之地了,但NAS的本质是提供储存的空间,使用iSCSI可为外部伺服器提供区块层级的资料储存空间,这是对企业来说相当重视的一环,正所谓鱼与熊掌不可兼得,但Synology NAS两种通通给你,随时想要iSCSI运用,iSCSI 管理员马上给你满意的答案。