組建基于NAS的家庭數據中心

陳曉俊

摘 要 隨著家庭網絡條件的日趨完善特別是千兆無線路由器開始普及， NAS系統開始走進千家萬戶。本文主要研究如何組建基于NAS的家庭數據中心。

關鍵詞 家庭數據中心 NAS

中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A

隨著計算機和網絡技術飛速發展，人們的信息化生活越來越豐富，家庭中的智能設備越來越多，包括傳統的臺式計算機、筆記本電腦、平板電腦、智能手機、媒體播放器等等。然而隨著設備的不斷增多，相信不少家庭用戶都面臨這樣的問題：如何把這些設備連接并管理起來；如何集中管理不同設備中的數據并實現共享。這時我們需要構建一個家庭數據中心。網絡附加存儲（NAS：Network Attached Storage，以下簡稱NAS）系統可以幫助我們構建這樣一個家庭數據中心：它有比傳統計算機更大更快的存儲空間；它可以在脫機狀態下不間斷下載互聯網上的資源；它可以實現視頻、音頻、圖像文件共享；它可以允許用戶在其他地方瀏覽和下載家中的文件數據；甚至它可以管理打印機和攝像頭等外部設備。同時它的功耗很低，只相當于一個二十瓦的節能燈泡。

如圖所示，基于NAS的家庭數據中心以NAS為核心，由無線路由器、網絡終端、外部設備構成。其中網絡終端可以為臺式計算機、筆記本電腦、平板電腦、智能手機、多媒體播放器、游戲機構成，外部設備可以為打印機、智能電視、數碼相機等。

1 NAS

家用NAS強調的是性價比，其中對NAS性能影響較大有的CPU、內存、硬盤和磁盤陣列（RAID）。

1.1 CPU

CPU（Central？Processing？Unit）又稱中央處理器，其功能主要是解釋指令以及處理數據。NAS的CPU主要用來協調控制整個系統的正常運行，在高清視頻播放解碼中也扮演著重要角色。目前主流的NAS用CPU頻率在1GHz以上，在其他配置相同的情況下越高頻率的處理器對于性能的提升越大。較好的NAS還會采用雙核甚至多核CPU。NAS用CPU硬件架構通常有兩種：嵌入式架構和通用架構，前者和路由器一樣使用嵌入式處理架構，后者則更像人們常用的個人電腦。

1.2內存

和臺式計算機、筆記本電腦原理一樣，NAS的內存（Memory）用于暫時存放CPU中的運算數據，以及與硬盤交換數據。內存的容量越大越好，速度越快越好。在NAS中常見的內存類型有SDRAM（同步內存）、FLASH（閃存）等。不同的NAS產品出廠時配備的內存容量不同，一般為幾十兆到數GB（1GB=1024MB）容量不等，這取決于NAS產品的應用范圍。目前家用NAS內存容量在256MB以上，足以滿足家庭數據中心的聯網設備使用需求。

1.3硬盤

大多數家用NAS出廠時并不配備存儲模塊。NAS的主要存儲模塊就是硬盤（Hard Disk Drive 簡稱HDD），和普通計算機中所使用的完全一致。硬盤的主要技術指標有接口、轉速、容量，值越大性能越好。容量決定硬盤的存儲能力，規格有500G、1TB、2TB、3TB等。大多數家用NAS都已支持2TB以上的硬盤，并且支持多盤位即可以同時安裝兩塊以上的硬盤。

1.4磁盤陣列（RAID）

RAID是Redundant Arrays of Inexpensive Disks的簡稱，中文名為磁盤陣列。從字面上看，它表示既價格便宜又具有冗余能力的磁盤陣列。RAID原理是利用數組方式來作磁盤組，配合數據分散排列的設計，提升數據的傳輸率和安全性。RAID 技術將多個單獨的磁盤以不同的組合方式形成一個邏輯硬盤，從而提高磁盤讀取的性能和數據的安全性。

2操作系統

類似于臺式計算機硬件結構的NAS固然也需要一個操作系統來運作。NAS的各種功能需要操作系統支持與實現。目前NAS產品主要支持以下兩類操作系統：

2.1 Windows

Windows操作系統是由美國微軟（Microsoft）公司開發的，在全球個人電腦和服務器操作系統中居領導地位。Windows操作系統相關網絡產品主要有：Windows Server 2000、Windows Server 2003、Windows Server 2008以及最新的Windows Server 2012等。

2.2 Linux

Linux是一種自由和開放源碼的類Unix操作系統，它是一個領先的操作系統也是一種新型的網絡操作系統。其特點是安全穩定、界面良好，支持多任務、多用戶和多平臺。

一般家用NAS操作系統都是基于Linux內核的。一方面，Linux幾乎支持所有主流的網絡硬件和網絡協議，另一方面，Linux有很好的文件系統支持。因此它可以為NAS提供一個很好的系統平臺，通過它可以很方便地進行數據備份、同步和復制等。此外，Linux良好的開放特性使得基于Linux操作系統的NAS產品對于各種存儲客戶端的支持都沒有問題。

3無線路由器

隨著智能手機和平板電腦的普及，越來越多的家庭開始使用無線路由器（Wireless Router）。無線路由器是在有線路由器的基礎增加無線功能發展而來，用戶可以通過無線路由器實現無線上網。無線路由器的工作原理是在寬帶網絡信號傳輸至路由器后，通過無線路由器的天線發送無線信號，支持WiFi的無線網絡設備例如筆記本電腦、平板電腦、智能手機等等接受到無線信號即可上網。

4計算機

家用計算機一般分為臺式計算機和筆記本電腦。按照網絡連接方式，臺式計算機一般通過網線與無線路由器直接連接。筆記本電腦則通過無線網卡和無線路由器建立連接。按照操作系統劃分，主要分為Windows系統和Mac系統。其中Mac系統是蘋果公司為自己的產品獨立開發的操作系統，正常情況下在普通微型計算機上無法安裝的操作系統。由于和Windows系統文件格式不一致，所以目前一般家用NAS均同時支持Windows系統和Mac系統。

5智能手機和平板電腦

作為家庭數據中心中計算機外的聯網終端主力，智能手機和平板電腦正在扮演越來越重要的角色。在一些簡單應用中，比如瀏覽網頁、看視頻、聽音樂，家庭用戶更樂意選擇使用智能手機或者平板電腦。首先現在的智能手機和平板電腦性能足以滿足這類使用需求，其次智能手機和平板電腦的移動便攜性是臺式計算機甚至有些時候筆記本電腦都無法提供的。智能手機和平板電腦快速的響應能力也是家庭用戶所看好的，隨時隨地可以打開一個網頁、刷刷微博，無需等待傳統計算機漫長的開機時間。目前主流的智能手機和平板電腦按照操作系統主要有Android、iOS、和Windows。

6高清播放器

高清播放器是可以把電腦硬盤、移動硬盤、SD卡、U盤等等儲存設備里面的電影、音樂、圖片等在電視機、顯示器、GPS、投影儀、幻燈機都可以播放出來的一種工具。可播放影視清晰度為480P（標清）、720P、1080i、1080P。目前很多高清播放器也采用了Android操作系統，成為智能聯網終端的一員。

通過上述設備，即可組建基于NAS的家庭數據中心。相信在不久的將來，基于NAS的家庭數據中心會出現在千家萬戶。

參考文獻

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