Cài Đặt Một Máy Chủ Lưu Trữ Mạng Rắn Chắc Tiết Kiệm Điện

Xây dựng một thiết bị Internet vạn vật, hoặc có thể là ghi hình liên tục, đòi hỏi một hệ thống lưu trữ có dung lượng cao, tiêu thụ ít năng lượng, và ưu tiên sử dụng phần cứng giá rẻ. Trong một số trường hợp cụ thể, thiết bị của bạn có thể được đặt ở vị trí xa xôi hoặc phải đối mặt với cường độ rung động cao, như được lắp đặt trên một thiết bị công nghiệp, trên một robot, hoặc trong một phương tiện. Những hoàn cảnh như vậy làm cho việc sử dụng bộ nhớ trạng thái rắn trở nên không thể thiếu.

Raspberry Pi?

Tôi bắt đầu với việc xem xét việc xây dựng một máy chủ lưu trữ kết nối mạng sử dụng Raspberry Pi; dù sao chúng cũng là những máy tính bảng đơn nhỏ gọn tuyệt vời. Tuy nhiên, có một số điều khiến chúng không hoàn toàn lý tưởng cho loại công việc này. Đầu tiên, cổng mạng chỉ có tốc độ 300Mbit/s ở phiên bản 3B+ mới nhất, và 100Mbit/s ở các thế hệ cũ hơn. Thứ hai, các cổng USB chỉ là USB 2.0 (480Mbit/s), nên chúng đáng kể chậm hơn so với USB 3.0 (5Gbit/s). Các kết nối USB không phải lúc nào cũng tốt nhất cho môi trường rung động cao và có thể gặp lỗi kết nối không ổn định vì điều này, hoặc hỏng do mệt mỏi nếu dây cáp không được cố định chắc chắn. Cáp USB, đặc biệt là loại 2.0, cũng không hoạt động tốt lắm trong môi trường có nhiễu điện từ cao, như gần các động cơ được điều khiển bởi VFD.

ODroid HC1!

Sau khi so sánh nhiều lựa chọn hấp dẫn trên thị trường, tôi đã chọn mua một ODroid HC1 (Home Cloud 1) từ nhà phân phối của họ ở Anh (https://odroid.co.uk). Đây là một máy tính bảng đơn cực kỳ gọn nhẹ và có giá cả phải chăng. Các chỉ số hiệu suất được quảng cáo của HC1 thực sự ấn tượng, so với các máy tính bảng đơn khác trong tầm giá tương tự.

Khi mua trực tiếp từ Hard Kernel, thiết bị có giá là 49 đô la Mỹ, không bao gồm phí vận chuyển, nguồn điện, hoặc ổ cứng. Hard Kernel cũng cung cấp một số bo mạch rất ấn tượng với hình dạng RasPi, có khả năng xử lý mạnh mẽ cho những ai sẵn lòng trả tiền cho nó. HC1 thu hút tôi vì nó được dành riêng cho việc điều khiển lưu trữ đính kèm mạng, loại bỏ hoàn toàn bất kỳ chức năng không cần thiết nào. Nó cũng khá gọn gàng mặc dù được gắn vào một tản nhiệt khổng lồ đóng vai trò như một vỏ mở, với tùy chọn bao gồm một nắp đậy trên cho những ai muốn có một cái.

Tôi đã muốn có chức năng WiFi tích hợp sẵn, cũng như khả năng chạy nhiều ổ đĩa cho RAID và bảo mật dữ liệu trong trường hợp ổ đĩa bị hỏng. Mặc dù Odroid HC1 thiếu những tính năng này, nó vẫn giữ lại một cổng USB, có thể tùy chọn sử dụng để kết nối với dongle WiFi USB. Tôi quan tâm đến WiFi vì sự tiện lợi, để có thể kiểm tra nội dung ổ đĩa từ thiết bị di động, thay vì viết hoặc đọc dữ liệu lớn. RAID, ngược lại, khá khó khăn đối với máy tính bảng đơn trừ khi bạn bắt đầu nhìn vào máy tính dựa trên x86, thêm bộ xử lý đồ họa, hoặc xem xét thêm các tính năng tiêu thụ nhiều năng lượng. Thật khó để tìm một lựa chọn nhỏ gọn, tiết kiệm năng lượng, vì vậy tôi đã phải từ bỏ RAID.

Lưu trữ

Tôi đã quyết định chọn ổ cứng SSD Samsung 860 Evo SATA dung lượng một terabyte cho thiết bị lưu trữ, và thẻ nhớ microSDHC Sandisk 16 gigabyte cho thiết bị khởi động. Tôi đã cố gắng sử dụng một thẻ microSD cũ dung lượng hai gigabyte, nhưng nó quá chậm cho hệ điều hành. Thẻ microSDHC Sandisk 16gb là thẻ có thương hiệu nổi tiếng rẻ nhất có thể tìm được. Nếu bạn đang tìm kiếm một cấu hình cực kỳ bền bỉ, ổ đĩa Samsung 860 Evo PRO có giá gấp đôi nhưng cung cấp gần bốn lần độ bền flash so với Evo, điều này có thể rất đáng giá cho một cài đặt từ xa thu thập dữ liệu quan trọng. Phiên bản PRO cũng tiêu thụ ít năng lượng đáng kể hơn. Một lựa chọn hướng đến ngân sách hợp lý hơn từ Samsung là dòng Qvo, có độ bền flash khoảng một nửa so với Evo. Tôi đã quyết định chọn Samsung thay vì thương hiệu khác bởi vì phần cứng của tôi không cung cấp tùy chọn cho RAID. Tôi không gặp vấn đề gì với chúng trong quá khứ, và đã có 9 ổ đang hoạt động liên tục, vì vậy tôi quyết định tiếp tục sử dụng những gì đã phục vụ tốt cho tôi trước đây.

Ổ đĩa cơ học không phải là một ý tưởng tốt cho các môi trường tiêu thụ điện năng thấp, chịu độ rung cao, hoặc khắc nghiệt. Chúng rất rẻ so với dung lượng lưu trữ mà chúng cung cấp so với một ổ SSD chất lượng, nhưng độ rung có thể làm hỏng chúng rất nhanh, cũng như bụi và độ ẩm. Một ổ SSD tiêu thụ ít điện năng hơn nhiều so với ổ đĩa cơ học, và không gặp phải thời gian chờ khi khởi động từ chế độ ngủ khi bạn muốn bắt đầu ghi dữ liệu.

SSD Samsung 860 EVO và ODroid HC1 sau khi mua.

Hệ Điều Hành

Có một số hệ điều hành lưu trữ mạng được kết nối dành cho máy tính bảng đơn. Tôi quyết định sử dụng OpenMediaVault vì nó chạy trên một số lượng đáng kể máy tính bảng đơn dựa trên ARM, cho phép bạn theo dõi ngay cả khi bạn chọn một hướng đi khác (như Raspberry Pi). Nó cũng có một giao diện web rất dễ sử dụng để thiết lập và quản lý chia sẻ/người dùng, do đó không yêu cầu dòng lệnh hoặc SSH!

Chuẩn bị HĐH

Cấu hình và vận hành ODroid HC1 chỉ đơn giản là cắm ổ đĩa cứng, ghi và cắm thẻ SD, và cuối cùng, kết nối ethernet và nguồn điện. Hãy đi qua các bước này từng bước một.

Trước tiên, hãy chép hình ảnh firmware vào thẻ SD.

1. Tải xuống hình ảnh “OMV_4_Odroid_XU4_HC1_HC2.img.xz” từ Sourceforge.

2. Tải xuống bất kỳ phần mềm flash hình ảnh nào bạn chọn. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ sử dụng Etcher (https://etcher.io/) vì nó dễ sử dụng.

3. Cắm thẻ microSD vào máy tính của bạn.

4. Mở Etcher và chọn hình ảnh đã tải xuống, sau đó chọn ổ đĩa của bạn.
   

5. Nhấn Flash!
   

Chuẩn bị Phần Cứng

Trong khi Etcher đang flash và xác nhận hình ảnh trên thẻ SD của bạn, bạn có thể lắp ráp ODroid HC1 và ổ cứng bằng cách cắm trực tiếp ổ cứng vào cổng SATA của HC1.

ODroid HC1 kết nối với ổ đĩa Samsung tạo thành một hệ thống lưu trữ mạng gọn gàng.

Sau đó lật lại và sử dụng các ốc vít đi kèm để cố định ổ đĩa.

Bạn có thể cắm cáp ethernet vào.

Một khi bạn kết nối cáp ethernet, bạn đã hoàn thành việc kết nối tất cả phần cứng.

Sau khi Etcher hoàn tất việc ghi vào thẻ SD, bạn có thể cắm nó vào HC1 và sau đó kết nối nguồn. OpenMediaVault cần một kết nối internet ổn định trong lần khởi động đầu tiên. Tôi đã thử khởi động HC1 lần đầu tiên khi kết nối với mạng có một liên kết không dây, không đặc biệt chất lượng cao, và gặp khá nhiều khó khăn trong việc làm cho thiết bị hoạt động. Tuy nhiên, tôi đã thành công ngay lập tức khi cắm trực tiếp HC1 vào phần mạng có dây.

Việc khởi động lần đầu có thể mất một thời gian, vì vậy hãy pha một tách trà hoặc cà phê, hoặc xem một số bài viết khác trên blog này. Để HC1 khởi động và cài đặt ít nhất 15 phút; không có dấu hiệu nào cho thấy nó đã hoàn tất, vì vậy tốt hơn là để thiết bị thêm một chút thời gian thay vì làm gì với nó quá sớm.

Cấu hình Vault

Bạn sẽ muốn kiểm tra bất kỳ thiết bị nào cung cấp địa chỉ DHCP trên mạng của bạn (thường là bộ định tuyến internet trong nhà hoặc văn phòng nhỏ) để xem các máy khách đã kết nối, và tìm địa chỉ IP của ODroid. Một cách khác, bạn có thể sử dụng công cụ quét IP để tìm nó - một lựa chọn phổ biến là Angry IP Scanner (Tôi thích phiên bản cũ vì nó không yêu cầu Java). Nếu đây là ODroid duy nhất trên mạng của bạn, bạn có thể bỏ qua việc tìm địa chỉ IP và truy cập vào http://odroidxu4/ trên trình duyệt web của bạn. Nếu không, hãy đi đến địa chỉ IP bằng trình duyệt của bạn.

Cấu hình OpenMediaVault bắt đầu bằng việc đăng nhập.

Tên người dùng và mật khẩu mặc định là admin / openmediavault.

Điều đầu tiên bạn sẽ muốn làm là đi đến Hệ thống⇒Cài đặt Chung và sau đó là Mật khẩu Quản trị Web để thay đổi mật khẩu của bạn.

Sau đó, bạn có thể chuyển đến Hệ thống⇒Quản lý Cập nhật để đảm bảo bạn có tất cả các gói cập nhật mới nhất. Nhấn nút Kiểm tra, sau đó nhấp vào hộp kiểm bên cạnh Thông tin Gói để chọn tất cả và nhấn nút Cập nhật

 

Vui lòng chờ một lúc trong khi OpenMediaVault cài đặt các bản cập nhật của mình.

Sau khi cập nhật xong, bạn sẽ muốn khởi động lại. Bạn có thể nhấn vào biểu tượng menu ⋮ ở góc trên bên phải của bảng điều khiển và chọn khởi động lại.

Thiết lập Ổ Cứng

Nếu bạn đang sử dụng một ổ cứng hiện có, hoặc ổ cứng của bạn đã được định dạng trước, bạn sẽ cần phải xóa các phân vùng trước khi tiếp tục. Bạn có thể vào menu Lưu trữ⇒Hệ thống Tệp, chọn bất kỳ mục /dev/sda* nào và Xóa chúng. Tuy nhiên, hãy chắc chắn rằng bạn không chạm vào mục /dev/mmc, vì đó là thẻ SD mà bạn đang khởi động từ!

Thiết lập một ổ đĩa cứng đòi hỏi bạn phải tạo một hệ thống tệp.

Sau khi bạn có một ổ đĩa trống, bạn có thể nhấp vào nút Tạo. Đặt nhãn tập tin cho ổ đĩa của bạn, đảm bảo rằng EXT4 được chọn làm hệ thống tệp và nhấp OK.

Quá trình này có thể mất vài phút để hoàn thành.

Sau khi hoàn tất, nhấp Đóng, sau đó chọn /dev/SDA1 và sau đó nhấp vào nút Gắn kết. Bạn sẽ cần nhấp vào Áp dụng để ổ đĩa được gắn kết.

Nút áp dụng có thể được tìm thấy ở góc trên bên phải của bảng thiết bị.

Truy cập

Tiếp theo, bạn sẽ cần một người dùng để truy cập vào chia sẻ tệp. Đi đến Quản lý Quyền Truy cập⇒Người dùng trong menu, sau đó nhấn Thêm.

Giờ đây, khi chúng ta đã hoàn tất với việc lưu trữ, chúng ta cần cấu hình quản lý quyền truy cập.

Đặt tên người dùng và mật khẩu sau đó nhấn Thêm. Sau đó, bạn sẽ cần Áp dụng các thay đổi như bạn đã làm khi gắn kết hệ thống tệp mới. Bây giờ bạn đã có một người dùng để truy cập vào chia sẻ tệp.

Chúng ta sẽ cần cấu hình các tùy chọn cơ bản khi tạo một người dùng mới.

Đi đến Quản lý Quyền Truy cập⇒Thư mục Chia sẻ và nhấn Thêm.

Chỉ cần đặt tên cho chia sẻ như “logdata” và nhấn Thêm. Lý tưởng nhất, bạn cũng nên thiết lập quyền để từ chối truy cập của “người khác”, vì vậy chỉ có người dùng mới có thể truy cập vào thư mục.

Tạo một thư mục chia sẻ cho phép người dùng mà chúng ta vừa tạo có thể chuyển dữ liệu từ và đến bộ nhớ gắn kết mạng.

Một khi chia sẻ được tạo, bạn có thể chọn nó và sau đó nhấn nút Quyền lợi để thêm người dùng của bạn.

Bạn muốn chọn hộp kiểm Đọc/Ghi và sau đó nhấn Lưu. Lại một lần nữa, bạn cần áp dụng những thay đổi này.

Cuối cùng, nhấn vào nút ACL, bên cạnh nút Privileges mà bạn đã nhấn trước đó, và làm tương tự sau đó Áp dụng và Đóng.

Kích hoạt Truy cập Mạng

Chuyển đến tùy chọn menu Dịch vụ - SMB/CIFS. Đây là máy chủ tệp trên thiết bị.

Nhấn Kích hoạt sau đó Lưu và Áp dụng.

Đừng quên nhấn nút áp dụng để lưu các thay đổi bạn thực hiện.

Sau khi bạn đã kích hoạt máy chủ SMB, nhấn vào tab Shares và sau đó nhấn vào nút Thêm. Bạn có thể chọn chia sẻ đã được tạo trước đó và sau đó nhấn nút Lưu, sau đó Áp dụng các thay đổi.

Trong windows, bạn có thể đi đến \\odroidxu4\ (hoặc \\ipaddress\) trong Windows Explorer để xem liệu chia sẻ đã được thiết lập đúng cách hay không. Nhập thông tin xác thực bạn đã tạo trước đó khi được yêu cầu.

Chúng ta có thể sử dụng thông tin xác thực của mình để xem và truy cập vào thư mục chia sẻ trên OCDroid từ bất kỳ máy tính nào khác trên mạng.

Khi sao chép vào hoặc từ ổ đĩa, bạn nên thấy tốc độ truyền khoảng 95-115Mbyte/giây qua mạng có dây, tương đương với tốc độ truyền tối đa mà mạng gigabit có thể truyền. Lưu lượng trên HC1 khá ấn tượng.

Phương pháp Truy cập Khác

OpenMediaVault cũng hỗ trợ các phương thức khác để truyền tải tệp tin. Nếu thiết bị tạo ra tất cả dữ liệu bạn cần lưu trữ không hỗ trợ hệ thống tệp SMB (chia sẻ Windows), thì bạn có thể muốn kích hoạt FTP. Nói chung, FTP không nhanh bằng SMB, tuy nhiên, nếu bạn đang sử dụng một vi điều khiển, việc triển khai FTP dễ dàng hơn so với chia sẻ SMB.

Máy chủ FTP cũng khá tiện lợi để duyệt máy chủ từ một vị trí xa. Nếu bạn muốn truy cập máy chủ FTP từ một vi điều khiển cơ bản, có lẽ bạn không muốn SSL là bắt buộc, chỉ là tùy chọn. Nếu bạn cần chạy máy chủ FTP mà không cần SSL, bạn chỉ nên truy cập máy chủ qua internet thông qua một đường hầm VPN vào mạng mà NAS kết nối.

Kích hoạt FTP

Đi tới Dịch vụ⇒FTP sau đó kiểm tra vào ô Kích hoạt và nhấn Lưu.

Bây giờ bạn có thể đi tới tab Chia sẻ và Thêm chia sẻ giống như bạn đã làm với chia sẻ SMB ở trên. Đừng quên nhấn Lưu và sau đó Áp dụng các thay đổi cấu hình.

Kết luận

Nếu bạn đang tìm cách xây dựng một máy chủ lưu trữ dữ liệu từ xa sử dụng rất ít năng lượng và chỉ chiếm một lượng không gian nhỏ, Odroid HC1 là một lựa chọn xuất sắc. Nếu bạn ở trong môi trường ẩm ướt hoặc có độ ẩm cao, bạn có thể muốn sử dụng lớp phủ chống ẩm và phủ một lớp dày lên cả hai mặt của bo mạch, và có thể cả bên trong ổ cứng của bạn nữa (chỉ nếu bạn sử dụng ổ đĩa trạng thái rắn). Lớp phủ chống ẩm sẽ đảm bảo các bo mạch không bị ăn mòn.

Tản nhiệt lớn trên Odroid thêm vào độ cứng cáp cho cấu hình, vì vậy không cần lo lắng rằng kết nối SATA sẽ bị mệt mỏi do rung động hoặc va đập. Kết hợp với ổ đĩa trạng thái rắn, điều này mang lại cho bạn một thiết bị lưu trữ mạng đính kèm vững chắc.

Như đã đề cập trước đó, để đạt được độ bền vững tối ưu, lý tưởng nhất là có dữ liệu được sao chép tự động trên hai ổ đĩa. Tốt hơn nữa, chúng ta có thể sử dụng nhiều ổ đĩa trên RAID 6, nhưng khi đó chúng ta sẽ vượt qua phạm vi của ‘gọn nhẹ’, ‘tiết kiệm năng lượng’, và ‘hiệu quả về chi phí’. Các vỏ tản nhiệt/enclosure của Odroid HC1 có thể xếp chồng lên nhau, vì vậy sẽ có thể đơn giản sử dụng hai NAS cùng nhau và sử dụng đồng bộ hóa phần mềm như RSync, mà OpenMediaVault có thể cấu hình cho bạn, trên hệ thống thứ hai để sao chép tệp từ hệ thống đầu tiên. Bằng cách đồng bộ hóa hai hệ thống, bạn sẽ có một số khả năng chuyển đổi và giữ dữ liệu nếu một ổ đĩa bị hỏng.

Bạn có muốn tìm hiểu thêm về cách Altium Designer^® có thể giúp bạn với thiết kế PCB tiếp theo của mình không? Hãy nói chuyện với một chuyên gia tại Altium.