Khi bắt tay vào xây dựng hệ thống NAS tại nhà theo cách DIY, một trong những quyết định khiến tôi phải cân nhắc nhiều nhất là lựa chọn giữa ZFS và Btrfs — hai trong số những hệ thống file phổ biến nhất hiện nay. Có rất nhiều điểm tương đồng giữa chúng, với các tính năng như snapshot (ảnh chụp nhanh), kiểm tra tính toàn vẹn dữ liệu và copy-on-write (ghi chép bản sao khi ghi) giúp tăng hiệu quả. Tuy nhiên, tôi không thể chỉ tin vào những gì tốt đẹp trên lý thuyết; chúng cần phải chứng minh khả năng thực tế của mình. Tôi muốn ưu tiên mức tiêu thụ điện năng thấp, quản lý sao lưu dễ dàng và độ tin cậy dữ liệu lâu dài trên cấu hình phần cứng tự lắp ráp của mình. Sau nhiều tháng sử dụng và thử nghiệm song song, tôi đã chọn Btrfs, và thành thật mà nói, tôi không có ý định quay lại — đây là những lý do.
Yêu cầu bộ nhớ thấp hơn
Không gây áp lực lên phần cứng
ZFS nổi tiếng là hệ thống ngốn RAM. Hầu hết các khuyến nghị đều đề xuất ít nhất 8GB bộ nhớ, và lý tưởng là nhiều hơn nếu bạn muốn sử dụng các tính năng như deduplication (chống trùng lặp dữ liệu) hoặc các biện pháp tăng hiệu suất khác. Điều này không thành vấn đề nếu bạn đang chạy một máy chủ với RAM ECC và phần cứng doanh nghiệp, nhưng hệ thống của tôi khiêm tốn hơn nhiều.
NAS của tôi chạy trên một chiếc mini-PC cấu hình đơn giản với 4GB RAM và bộ xử lý cơ bản. Với cấu hình này, Btrfs hoạt động thoải mái trong môi trường bộ nhớ thấp như của tôi và không đòi hỏi phải tinh chỉnh phức tạp ngay từ đầu. Nó cho phép tôi tận dụng tối đa phần cứng sẵn có mà không gặp phải tình trạng giật lag hay phải chi thêm tiền.
Bo mạch chủ được lắp đặt bên trong thùng máy tính, minh họa phần cứng cho NAS cấu hình cơ bản.
Hỗ trợ native trên Linux
Giảm bớt những lo lắng
ZFS không phải là một phần của nhân Linux; nó được duy trì bởi dự án OpenZFS và phân phối dưới dạng một module nhân riêng biệt. Sự không đồng bộ này có vẻ không lớn nhưng lại có thể và thực sự gây ra vấn đề khi nhân Linux cập nhật nhanh hơn module ZFS. Điều này có nghĩa là bạn phải chủ động suy nghĩ về việc quản lý các bản nâng cấp nhân hoặc cầu mong không có gì bị hỏng — đây không phải là một chiến lược bền vững cho một thứ quan trọng như hệ thống file.
Mặt khác, Btrfs được tích hợp sẵn ngay trong nhân Linux. Điều này thường có nghĩa là khả năng tương thích lâu dài tốt hơn và các bản sửa lỗi nhanh hơn. Đối với cá nhân tôi, điều đó giúp giảm bớt lo lắng trong quá trình nâng cấp hệ thống. Vì NAS của tôi chạy trên Linux, nó hoạt động trơn tru với các bản cập nhật, giúp tôi yên tâm.
Laptop hiển thị giao diện hệ điều hành Arch Linux, minh họa môi trường chạy NAS trên Linux.
Thiết lập và quản lý đơn giản hơn
Tại sao việc quản lý file lại phải phức tạp?
ZFS có thể rất mạnh mẽ, nhưng quy trình thiết lập của nó cứng nhắc và đôi khi khá khó khăn. Bạn phải lên kế hoạch trước về cách nhóm các ổ đĩa và tạo pool (nhóm lưu trữ) ZFS, vì rất khó để thực hiện các thay đổi cấu trúc sau này. Ngay cả các tác vụ cơ bản như thêm ổ đĩa và thay đổi kích thước pool cũng đòi hỏi một chút mày mò.
Btrfs tiện lợi và linh hoạt hơn nhiều về mặt này. Các thao tác như tạo volume (phân vùng) mới, bật tính năng nén dữ liệu và tạo subvolume (volume con) về cơ bản là dễ dàng, và việc thêm nhiều ổ cứng vào hệ thống cũng vậy. Tôi thà dành thời gian để sử dụng NAS của mình và các ứng dụng đã cài đặt, còn hơn là tốn thời gian quản lý hệ thống file và những đặc điểm khó chịu của nó. Đó là lý do Btrfs phù hợp với tôi hơn.
Khe cắm NVMe trên thiết bị NAS Synology DS925+, minh họa khả năng mở rộng phần cứng lưu trữ.
Tích hợp tốt hơn với các công cụ bên thứ ba
Snapper và Timeshift hoạt động hiệu quả với Btrfs
Nhiều ứng dụng Linux được xây dựng dựa trên Btrfs, giúp chúng dễ dàng ghép nối với các hệ thống như của tôi. Tôi cần chức năng snapshot không chỉ để sao lưu mà còn để dễ dàng khôi phục lại phiên bản gần nhất nếu có sự cố xảy ra. Snapper và Timeshift là hai trong số những công cụ đáng tin cậy nhất cho tác vụ này, và chúng hoạt động hiệu quả với Btrfs ngay cả ở cấp độ subvolume để tự động hóa quy trình snapshot và giúp việc khôi phục trở nên cực kỳ dễ dàng.
Snapshot của ZFS chắc chắn là mạnh mẽ, nhưng nhiều công cụ desktop Linux như trên lại không tích hợp tốt với ZFS ngay từ đầu. Và vì NAS của tôi đôi khi cũng đóng vai trò như một desktop Linux cấu hình nhẹ, Btrfs giúp tôi không phải viết script thủ công cho mọi thứ.
Ảnh chụp màn hình MacBook hiển thị biểu tượng kết nối NAS, minh họa việc truy cập NAS từ máy tính cá nhân.
Linh hoạt khi thêm ổ đĩa
Khả năng mở rộng trong tương lai cũng rất quan trọng
Như đã đề cập trước đó, ZFS đòi hỏi bạn phải lên kế hoạch cho các pool lưu trữ của mình từ trước, khiến việc thêm ổ đĩa mới sau này không còn là trải nghiệm cắm-và-chạy đơn giản. Nó thường yêu cầu bạn phải tạo các thiết bị ảo (vdevs) hoàn toàn mới, điều này rõ ràng là cồng kềnh.
Với Btrfs, tôi có thể thêm dung lượng lưu trữ theo nhu cầu vào các hệ thống file hiện có và cân bằng lại dữ liệu mà không cần xây dựng lại toàn bộ pool từ đầu. Điều này hợp lý hơn nhiều cho nhu cầu của tôi thay vì phải mua thêm dung lượng lưu trữ không cần thiết ngay từ đầu chỉ để sống chung với những hạn chế của ZFS.
Các ổ đĩa cứng được lắp đặt bên trong khoang chứa, minh họa phần cứng lưu trữ cho hệ thống NAS hoặc server.
Hiệu quả năng lượng
Ít tài nguyên hơn đồng nghĩa với hiệu quả năng lượng hơn
Mặc dù hiện tại tôi đã giảm thời gian NAS hoạt động online, nhưng cho đến gần đây, tôi vẫn chạy nó 24/7. Và khi NAS của bạn hoạt động trong thời gian dài như vậy, hiệu quả năng lượng thực sự quan trọng. Vì ZFS sử dụng nhiều bộ nhớ, CPU và tài nguyên ổ đĩa hơn, nên đương nhiên nó tiêu thụ nhiều điện năng hơn.
Từ những gì tôi đã tìm hiểu khi so sánh cả hai hệ thống file, Btrfs gọn nhẹ hơn đáng kể cho RAM và CPU khi ở trạng thái nhàn rỗi. Nó cũng không giữ cho ổ đĩa quay thường xuyên. Điều này không chỉ tiết kiệm điện năng mà còn giúp hệ thống hoạt động yên tĩnh hơn và giảm độ hao mòn ổ đĩa, đảm bảo thiết bị NAS tại nhà của bạn bền bỉ hơn.
Cắm cáp Ethernet vào cổng mạng 10GbE trên thiết bị NAS TerraMaster F4-424 Max, minh họa kết nối vật lý của NAS.
Hỗ trợ nén dữ liệu minh bạch
Sự tiện lợi là điều tôi cần
Đúng là cả Btrfs và ZFS đều hỗ trợ nén dữ liệu minh bạch, nhưng tôi thấy cách tiếp cận của Btrfs tiện lợi hơn một chút. Nó cho phép tôi bật tính năng nén dữ liệu trên từng subvolume riêng lẻ, nhờ đó tôi có thể chọn loại dữ liệu nào nên được nén mà không cần định dạng lại toàn bộ hệ thống.
Các thuật toán nén cho các file log, bản sao lưu cài đặt và tài liệu hoạt động rất hiệu quả — hệ thống xử lý mà không gây suy giảm hiệu suất đáng kể nào. Đó là một cách tốt để có thêm không gian lưu trữ mà không cần phải suy nghĩ nhiều về nó. Mặc dù ZFS cũng mang lại những lợi ích tương tự, nhưng sự linh hoạt và dễ sử dụng của Btrfs đã thuyết phục tôi lựa chọn hệ thống file này.
Thiết bị NAS Ugreen, một ví dụ về thiết bị lưu trữ mạng hiện đại.
Kết luận và những bài học thực tế
Có rất nhiều điều bạn có thể tìm hiểu về NAS trước khi mua hoặc tự xây dựng một hệ thống cho riêng mình. Một khi bạn đã thiết lập xong, sẽ có rất nhiều kinh nghiệm học hỏi — cả tốt và xấu — khi bạn sử dụng và tối ưu hóa hệ thống cho nhu cầu của mình. Và bạn không thể đẩy nhanh quá trình học hỏi đó; bạn phải tự mình trải nghiệm, giống như tôi đã làm với Btrfs và ZFS, trước khi có thể quyết định điều bạn thực sự muốn. Tuy nhiên, đôi khi, bạn có thể học hỏi được một số bài học từ những sai lầm của người khác để trải nghiệm sử dụng NAS của riêng bạn tốt hơn ngay từ ngày đầu.
Tài liệu tham khảo
- How to build your own DIY home NAS
- How to use your current Windows PC as a NAS
- Open source OS options for NAS
- 4 reasons I use ZFS snapshots on my NAS — and so should you
- ZFS is great for your NAS
- Make your Linux desktop look amazing
- Best NAS
- 4 next-generation file systems that you can actually use today
- Things I learned after using a NAS for a year
