如何创建自己的“家庭媒体流服务器”使用Plex与FreeNAS

1 序

前段时间终于把自己设想了好久的家用NAS配好了，想好好写一下自己的心得，希望对别人有一点帮助，也希望和大家交流关于ZFS和Freenas的意见和想法。

2 你需要NAS吗？

你认为数据的价值很重要，愿意投入一点资金来降低数据丢失的风险。比如，你自己原创的文字和、各种word和excel的文件、各种照片和视频，这些原创性的内容都是全世界仅此一份的，还有一些你认为很难再从网络上下载到的资源，这些内容都需要一个比台式机（或者手提电脑）、U盘、移动硬盘和光盘等，更安全可靠的储存方式。由于网络条件和价格的限制，或者是由于对云储存的不信任，把大容量的文件备份到云端好像也不是最好的选择。

你的家庭网络内有2台或更多的电脑，需要中转空间来传递文件，特别是大容量的文件。如果只有2台电脑的话，网络邻居共享或者FTP访问也算可行。但如果3台或更多电脑，动辄几个G容量的内容，还要分发到每一台电脑，这个时候如果有一个大容量、访问速度快的共享储存空间就方便很多了。

如果以上两段描述符合你的实际，那么你应该开始考虑入手一台NAS了。

3 买成品还是DIY？

31 NAS与其它备份手段的比较

311 U盘和移动硬盘

NAS一般容量相对比较大。如果U盘和移动硬盘也是在线使用，除了RAID 0的配置，个人觉得其它RAID配置的可靠性都比U盘和移动硬盘好。当然，如果把U盘和移动硬盘作为离线备份的手段，可靠性应该会提高不少，不过要牺牲部分的数据可用性。

312 光碟（DVD和蓝光）

如果是可擦写的，每次重新擦写的速度比较慢。如果是不可擦写的，倒可以作为离线备份的手段。数据的不可更改始终会带来不方便，比如整理好资料目录，刻碟完，结果以后又发现要往中间加内容。

313 云储存

主要有三方面的限制：速度、容量和价格。那些不是世界知名的IT巨头搞的，会担心它不知道哪一天就宣布停止服务。Amazon的S3倒是信得过（相比之下），但是访问速度和价格又是个问题。

32 成品NAS和自己DIY的区别

321 安全性、价格和售后服务

几个著名的品牌（如synlogy、qnap、thecus、zyxel、buffalo、netgear等等）提供的家用NAS，大部分最多到六盘位，组RAID 6吧？（不知道可不可以组多个RAID 1），理论上是最多允许两只硬盘损坏。如果是自己DIY的话，无论是硬RAID或者基于ZFS，RAID的配置都可以更加灵活，只要硬件配置跟得上，提供更高的可靠性完全没有问题。

盘位越少，成品NAS的价格貌似更有优势。假如需求只是两个盘组RAID 1，那毫无疑问成品NAS更便宜。DIY的话，固定成本是主板、CPU、内存、机箱和电源（或者加上RAID卡），硬盘数量一般不少于3个。同样是4个盘位，不算硬盘的话，DIY的价格已经大大低于成品NAS。6个盘位，京东上有个要9k+，自己DIY的话，2k搞定。

自己DIY的NAS，各个零配件的售后服务要看你选择的硬件品牌的生产商。整台NAS在组装和调试的时候，以后的使用中要排除故障或增加功能，都需要你自己在网上找资料或者和别人讨论，所以如果你是伸手党，还是买成品NAS好了。

322 功能、灵活性和功耗

成品NAS提供的功能，大部分可以通过各种开源的解决方案来实现。而DIY的NAS提供的灵活性，比如和htpc或者网关结合在一起，硬件配置的更改都是成品NAS所不能比拟的。

功耗方面，DIY的NAS要追求低功耗，可以选择直流电源+整合主板，貌似网上也有人可以做到待机十几瓦的。个人就觉得没必要苛求，相比节省的电费，我更希望电源和UPS都稳定可靠，机箱内空间够大方便散热。

323 噪音控制和外形

现在很多DIY的机箱，也足够小巧和精致了，摆在客厅或书桌台面都完全没问题。舍得花钱的话，用无风扇电源和CPU散热器，加上机箱内全用静音风扇，相信可以把噪音控制在非常低的范围。

33 DIY NAS的种类

首先要把专用和多用途的NAS区分开来。专用的NAS一般只提供文件共享和相关的网络服务，可能也作为247的下载机。多用途的NAS有的是作为HTPC，连接电视来直接播放媒体内容，也有是利用虚拟化，通过一台硬件服务器提供网关、媒体服务器等多台虚拟服务器的功能。主要有以下三种组建RAID的方式：

软RAID，利用主板芯片组自带的功能组建RAID。性能比不上硬RAID，和ZFS的比较我不清楚，感觉应该也不如。好像有些软RAID认主板，转移的时候一定要同型号的主板才可以认出来原有的RAID配置，也有人说intel的是认芯片组，不要求同型号主板。虽然不需要额外的硬件RAID卡投入，也限制了安全性的提示和功能的扩展，除非是换主板。

硬RAID，在主板上插RAID卡，RAID卡再接硬盘。注意有些便宜的RAID卡其实是把运算交给CPU的，自己纯粹就是一个接口。一般好的硬RAID卡上有专门的运算芯片，还要带电池，防止数据丢失。硬RAID是目前最主流的解决方案，价格范围广，可以投入很小，也可以很发烧。

基于ZFS，不需要安装RAID卡，也不利用主板芯片组的RAID功能。硬件配置丰俭由人，数据安全可靠。。。（ZFS的特点请看41）

4 软硬件配置

41 ZFS的特点

请允许偷懒一下，介绍ZFS的资料网上已经有很多了，如果有兴趣，一定可以深入了解，

简单来说，基于ZFS的储存，不怕断电（就算正在写入的时候断电了，数据也不会损坏或者丢失，用硬RAID卡的有可能的哦），有快照功能，不怕误删除（而且快照占空间很小），可以通过加入固态硬盘来大幅提高读写性能（跑满千兆局域网很轻松），容易扩充（把原来的RAID里面每个硬盘都换成容量更大的，总容量自动增加），硬件无关（换主板都毫无压力），操作简单（常用命令才几个，如果是用Freenas的图形管理界面的话，更加简单）。

42 操作系统的选择

所有支持ZFS的操作系统（或发行版）都可以在ZFS的wiki查到，主要用来做NAS的系统有以下几个：

421 Oracle Solaris和 OpenIndiana

Oracle Solaris的zpool（ZFS的管理软件）版本最新，不过是商业软件；OpenIndiana是OpenSolaris的后续，开源的，我自己没有用过，跟FreeBSD一样，应该没有ZFS的图形管理界面。

422 FreeBSD

网上介绍也很多，简单说就是稳定、稳定和稳定。我在virtual box里面用FreeBSD，对照着文档，测试过ZFS的各种操作和功能。另外，FreeBSD的Handbook写得非常好，有中文版哦，喜欢折腾的同学首选。

423 Freenas

主角登场，热烈鼓掌！安装简单，界面清爽！第5章将会介绍安装和配置的过程。这是一个商业公司维护的开源，基于FreeBSD，专门用于NAS的系统。

424 NexentaStor Community Edition

跟Freenas一样，都有ZFS的图形管理界面，根据网络上的测试报告，貌似这个的IO性能比Freenas好。一点小限制是免费版最大容量为18TB。

43 硬件配置

431 终于写到我最喜欢的部分了，确定硬件搭配让我纠结了n长时间，最终结果兼顾了钱包、个人喜好和性能，还算满意。我的NAS的配置如下：（推荐配置从432开始）

UPS：APC Smart-UPS SC420

（UPS最重要，所以排第一。虽然说ZFS不怕断电，不过有个在线式的UPS，应付各种拔插头、按开关和电网的浪涌，还可以接NAS的串口实现市电中断时自动关机，实在是硬件配置里面的MVP。这个UPS是以前买的，伏安只有420，容量有点小，现在拖三个硬盘，估计拖5个没问题）

电源：全汉（FSP）蓝暴节能版360

CPU：AMD A4-3300

技嘉（GIGABYTE）GA-A75M-D2H

（选这个主板CPU的搭配是因为功耗较低又有较多的SATA 6G接口，最大内存又可以到32G，跑ZFS的话，内存越大越好。写文章的时候才看到技嘉出了F2A75M-D3H，更加适合，搞到我都想换主板了，T_T）

三星（SAMSUNG）DDR3 1600 4G 2

西部数据 WD20EARX 3

（这三块硬盘是跑去广州的百脑汇买的，第一次的时候自己小白了，居然买到两块是换标签的WD20EARS，只好跑多一次去换，大家如果在电脑城买的请小心）

联力PC A04A

（我是第一次用联力机箱的土人，一边安装一边赞叹“做工果然好啊”，然后各种调整硬盘位置，各种拆装硬盘笼子，各种调整走线。等写完这篇文章的第一版再补上）

因为一开始就确定了NAS要配已有的UPS，而且不兼任HTPC，所以我的NAS是放在书房里面的。书房里面有一台D-Link的5口百兆交换机，连接一台台式机，一台手提和NAS，再通过电力猫连接整个家庭网络的核心交换机和无线路由Linksys WRT610N。

功耗测试用的是深圳北电的电力检测仪，实测数据如下：

关闭NAS电源（全汉蓝暴）上的开关，0 W

打开NAS电源上的开关，NAS未开机，32 W

按NAS机箱面板的开关开机，功耗一直爬升，最高达到 72 W

NAS的启动过程结束，进入正常状态，44 W

测试连续读取，通过百兆的LAN连接，台式机播放NAS共享出来的mkv文件，44W

测试连续写，用FTP上传大文件，速度大概10MB/s，56W

在NAS的web管理界面点关机，等到机箱的电源指示灯熄灭，15W

另外，在Freenas里面可以设置每个硬盘的电源选项，比如多长时间之后进入待机。我这台NAS现在还负责BT下载，所以硬盘是一直没有停的，测不了全部硬盘都进入待机时候的功耗。

432 普通版配置

强烈推荐UPS作为标配，花的钱不多，可靠性大幅提高。后备式的也可以接受。注意UPS一般容量标的是伏安，要转换成瓦特。这里插播一段网上找来的计算硬盘功率的方法：先通过spec sheet找到硬盘12V的最大电流（据说就是启动的时候了），比如WD20EARS的是175A，然后在硬盘标签上找到5V的电流，这个例子里面是055A，所以这个硬盘的最大功率就是12V x 175A + 5V x 055A = 24W。在挑选UPS和NAS的电源的时候就要注意考虑功率了。当然，服务器专用的主板通常有逐个启动硬盘的功能，可以降低对功率的要求，这个在高帅富版的推荐配置里面谈。

千兆网络，你懂的。

最少三个硬盘，组RAIDZ 1，可以承受其中一个硬盘损坏。ZFS当然也支持条带（RAID 0）和镜像（RAID 1），还有RAIDZ 2和RAIDZ 3，还可以加热备，加L2ARC等等，看需求和预算来配置吧。如果你的配置里面硬盘数量超过9个，最好分组，具体参考：

8G+ 的内存，跑ZFS的话，内存越大越好，所以挑选主板的时候注意选最大内存容量比较大的。

一个4G+的U盘，做系统盘。把Freenas的系统装在U盘上是最简单快捷的，还可以把这个系统U盘备份多几个。安装到硬盘上的话，Freenas一定要独占整个硬盘，浪费空间和一个SATA接口。

433 屌丝版配置

百兆网络，我用的就是了，泪奔。

两个硬盘，组镜像。其实这个组合也很灵活，以后你可以把这两个硬盘都换成容量翻倍的，那么你的ZFS的容量也翻倍。或者再增加一对镜像配置的硬盘，跟原有的镜像做条带，总容量也可以增加。再或者为了提高可靠性，加入第三块硬盘到镜像里面，变成1:3的镜像，ZFS果然很灵活吧，呵呵。

4G内存，最低配置了。

434 高帅富版配置（其实这些高端硬件我也不是很懂，不过yy起来好爽，哈哈）

全屋强电弱电的防雷装置，这个算题外话，不过确实很必要，特别是多雷雨的地区。

在线式UPS，作用前面讲过了。

冗余电源，这个算服务器的基本配置了吧。

服务器主板、服务器CPU和ecc buffered内存。可以用容量更大、可靠性更高的内存，可以接更多的硬盘，可以热插拔，可以ooo，可以xxx。。。

SAS硬盘，N个，怎么组RAID就只看对容量、可靠性和速度的需求了。记得其中一些硬盘做热备。

固态硬盘，N个，做L2ARC，大幅提高NAS的读性能；做ZIL（ZFS Intent Log），大幅提高NAS的写性能。

千兆网卡，N张加上支持LACP（链路聚合）的千兆网管交换机，突破千兆局域网的带宽就靠它们了。

机箱，塞得进上面所有东西的，随便挑吧。

作为高帅富，当然不只一套房子了，请把以上配置克隆到每一套房子，这样就可以实现异地容灾远程镜像自动备份了，鼓掌！

5 Freenas的安装和配置

大概的流程是这样的：

把映像文件写到U盘

用U盘启动，进行初始化设置，包括网卡、DNS和Web界面的密码

创建volume

设定scrub（对volume的定时检查）

在volume里面创建dataset（dataset是Freenas里面的管理单位）

针对dataset设置snapshot（快照，用于回滚和远程备份）

建立用户和用户组

针对dataset设置权限

设置share（有CIFS、NFS、iSCSI、AFP等等）

从客户端测试（测试连接和读写权限）

备份配置文件和系统U盘 。

服务器适合于网站建设的相关应用的介绍：

基础应用及Web服务

1、电子商务

E-commerce 功能与典型的应用服务器相同，性能视商业应用和用户数量而定，可能会需要一定的数据安全传输与存储，或作为存储数据的主机。需要一定的CPU和内存处理能力，通常，带有四路Intel Xeon™ 双核处理器 以及大容量数据存储的服务器可以基本满足要求。

2、文件打印服务

仅用来将数据从一处传递到另一处，对CPU的处理能力要求较低。 入门级和300系列服务器均能满足要求。对于大规模数据存储，建议采用高端NAS或者存储服务器。

3、常规服务器-域控制器/防火墙/代理服务器

为了能够使域服务器和防火墙服务器有快速的响应能力，因此它们需要具备较高的CPU处理能力，代理服务器需要有较大的内存用来存储和作为高速缓存存储Web地址，代理服务器还需要有较大的存贮容量。建议选择机柜式服务器可以节省占地空间

4、Internet服务-Linux/Windows NT®/Novell

当互联网服务商针对专用的服务器比如邮件服务器、浏览服务器需要扩充时，服务器应当具有价格低廉、小巧、高性能、通常一个或两个处理器基本可以满足要求，而四路处理器的服务器则有些浪费。建议选择机柜式服务器以节省占地空间。

5、邮件Messaging/E-mail

快速的IO是这类应用的关键，磁盘的IO（编目、存储信息）是主要瓶颈。许多用户为了保证所存储的信息的可用性，采用RAID 5阵列方式，但在一定程度上会影响IO的性能，通常2路处理器基本可以满足用户的需求。这种服务器用户对于实时响应要求不高，用户所占用资源一般不超过10%，所以最需要考虑的是数据信息的备份，以及如何在2～6小时能将信息恢复正常。建议选择机柜式服务器以节省占地空间。

6、Web动态服务器-sintranet/Internet

通过存储在服务器中的网页可以构建网络空间，例如使用微软公司的技术ASP。与静态网页相比，这种应用需要更高的CPU处理能力，建议选择机柜式服务器以节省占地空间。高速的网络通讯能力也是必不可少的。

7、Web静态服务器

静态网页通常是指有文本和共同组合存储的服务器中。通常变化不大。使用两个CPU和一个千兆的网卡可以非常轻松的满足极高的点击率。当使用双路处理器的服务器时，可以完全满足每秒钟千次的点击。1GB 内存作为网页的高速缓存。对于大规模网站也可以使用四路处理器并额外添加内存与网卡。

8、流媒体服务器

流媒体服务器主要存储多种媒介的文档，如图形图像，动态媒介等，因此对服务器的存储及IO性能要求极高，因此在处理能力，存储的IO特性以及网络特性都有较高的要求。合理选配这几个方面显得很重要。对于规模较大的流媒体服务器，建议选购高端存储及光纤链路满足大容量IO需求。

应用服务器

1、应用服务器(client/server, ERP)

任何一种客户机/服务器的网络系统比如ERP, 最典型的商业应用，客户机在一端，而数据库服务器在另一端，它们通过网络系统通讯。系统具有良好的扩展和调整能力，可以将不同应用安装到不同的服务器上，也可以将在每个服务器上安装多个应用。ERP系统需要两个以上处理器，以及4GB以上的内存。具体数量视用户数量而定。

2、工作流服务器Collaboration/Groupware

使用类似于 Lotus Notes, groupware, calendaring等等 。对网络服务器的CPU和内存处理能力要求属于中等。不需要额外投资大量的硬件资源。

3、多应用服务器

多种应用程序以及它们使用的数据库共同运行在同一台服务器上，可以替代多台小型的服务器。建议使用多个CPU可以获得较好的使用效果。通常使用多个速度稍低的CPU的效果好于使用一个高速的CPU。

4、小型应用/专项应用服务器

特定的应用系统，医疗、零售、经销商等特定的应用。使用带有两路CPU的300系列级别的服务器可以支持数百的用户终端。

5、终端服务器/运算服务器

在多用户环境下，所有的硬件及软件资源都可以通过终端服务器共享给网络上的所有的用户，应用程序运行在服务器上，用户可以通过如性用户终端使用所有的应用程序。使用多处理器将可以有效改善系统的性能。内存的配置非常关键，通常需要有256MB 内存分配给操作系统, 有 512MB 内存分配给终端服务器应用，每个用户需要有4-8MB内存。软件的使用与硬件的资源有很大的关系， 通常使用带有两路处理器和1GB内存的服务器可以支持大约100个用户，带有两路双核处理器和4GB内存的服务器可以支持200个用户，带有四路双核路处理器及8GB内存的服务器可以支持大约500个用户。

6、高性能计算

高性能计算主要是借助服务器的处理器和内存资源进行大规模的信息处理与运算，系统对服务器的处理器和内存以及网络IO特性要求较高，由于高性能计算通常会由多台服务器协作运行，因此对网络特性要求较高。对服务器的数据存储以及板卡的扩展能力要求很低。所以使用机柜式或刀片式服务器是比较理想的选择。

数据库类型

1、大型数据库

(ERP, OLTP, data mart) 服务器仅用于运行数据库，或仅运行单一的应用。数据库的容量在1TB以上，需要有较高的CPU处理能力，大容量内存为数据缓存服务，并需要很好的IO性能， 使用这类应用时，通常需要有较高的CPU主频。

2、中型数据库

(ERP, OLTP, etc) 服务器仅用于运行数据库，或仅运行单一的应用。数据库的容量在1TB以下，需要有较高的CPU处理能力，大容量内存为数据缓存服务，并需要很好的IO性能， 使用这类应用时，通常需要有较高的CPU主频。

3、数据仓库/OLAP/Data mining

大型商业数据存储，编目、索引、数据分析等。例如：OLAP(联机事务处理), 高速商业计算，需要有良好的IO性能。

智能变电站辅助控制系统综合监控平台

1、系统概述

智能变电站辅助系统综合监控平台以“智能感知和智能控制”为核心，通过各种物联网技术的集成应用，实现全站主要电气设备、关键设备安装地点以及周围环境的全天候状态监视和智能控制，以满足电力系统安全生产的要求，同时，本系统可满足变电站安全警卫的要求。

智能变电站辅助系统综合监控平台以网络通信（IEC61850协议）为核心，完成站端音视频、环境数据、火灾报警信息、SF6、门禁控制以及安全防范等数据的采集和监控，并将以上信息远传到监控中心或调度中心。

智能变电站辅助系统综合监控平台采用分层、分区的分布式结构，按智能变电站物联网辅助监控系统省级主站系统、智能变电站物联网辅助监控系统地区级主站系统和智能变电站物联网辅助监控系统站端系统三级构建。每级系统包含管理服务器、认证管理服务器、流媒体服务器、录像服务器、通信服务器、客户端以及接口系统等。

系统把环境、视频、火灾消防、采暖通风、照明、SF6、安全防范、门禁等所有监控量在监控系统主界面上进行一体化显示和控制，不得分系统孤立显示和控制。系统监控应提供电子视频监控、地图监控和图表监控三种监控模式，电子地图可以实现省、市以及变电站的分级分层显示。

站端设备能够脱机运行，在网络断线、服务器故障等情况下站端设备依然能够实现正常运行、联动报警、设备控制以及记录存储等。

站端设备采用嵌入式设备作为主机，最大程度的避免了采用工控机及服务器等作为主机，因计算机病毒及黑客带来的损失。站端可放置电脑作为客户端，但客户端电脑关闭时不得对系统运行产生任何影响。

系统可以设置系统内的环境监测子系统、视频监控子系统、门禁控制子系统、空调及设备控制子系统、安全防范子系统、消防报警子系统、SF6监测报警子系统等各子系统之间进行联动；还可以通过硬件和软件的方式和站内自动化系统进行联动，应能实现用户自定义的设备联动，包括现场设备操作联动视频、综合自动化系统告警联动门禁视频等。并可以根据变电站现场需求，完成自动的闭环控制和告警，如自动启动/关闭空调、自动启动/关闭风机、自动启动/关闭排水系统等。

系统所有操作以及报警确认，都保留详细的日志并生成相应报表。

2、软件架构

根据《智能变电站技术导则》（Q／GDW_383-2009）、《110kV～220kV智能变电站设计规范》（Q／GDW_393-2009）、《330kV～750kV智能变电站设计规范》（Q／GDW_394-2009）等文件精神，结合我公司实际应用案例，采用分布式和模块化架构，把变电站智能辅助控制系统系统分为三级中心、六大功能模块、八大业务子系统。

三级中心为省、市和集控站三级中心，或者市调、集控站和变电站三级中心，根据不同的实际情况进行配置和管理。

六大功能模块：

管理服务器

认证管理服务器（集群/分发管理）

流媒体服务器（含网关服务器）

通信服务器（前端设备通信）

录像服务器（录像、磁盘管理）

客户端（含解码）

3、八大子系统如下图：

核心产品

1．辅助控制主机

辅助控制主机是针对电力行业变电站内的动力、环境和设备的监测和控制而设计生产的一款产品。可以透过TCP/IP网络远程采集状态、告警信息，操控相关设备，集中配置、管理分散的供电公司变电站。

实现对电源、UPS等各种动力设备以及消防主机的监控管理：通过串行数据和网络IP包之间的数据转换，从而完成远程管理，扩展串口，将传统的串行设备联网，串行设备互相通信等功能。

可接入8路开关量（2U设备HT502扩展至24路），实现电子围栏、水浸、红外、烟感、防盗等报警监控功能。

可接入6路模拟量，实现对温度、湿度、风速、液位、SF6等模拟量的接入。

支持8路继电器（2U设备HT502扩展至24路）输出，实现对灯光、风机、水泵等设备的控制功能。

可通过空调遥控器（接到RS485接口），实现对空调的开机、关机、制冷、制热、调节温度以及通风等功能。

可实现一路门禁的管理，并在此基础上实现巡检、巡视人员的考勤管理。

可通过网络对服务器进行远程参数配置。

串口具有15KV ESD浪涌保护，网口具有2500V隔离保护。

所有输入输出端口均配有光耦隔离，具有500W雷击保护。

远程管理，远程固件升级。

 2．门禁控制器

  控制器是一卡通系统的核心设备，其性能的优劣会直接影响到系统的稳定，甚至整个系统的安全。HT300系列控制器，是依据GA/T394－2002（《出入口控制系统技术要求》）标准要求设计，现已经发展到第三代产品，能够满足各种出入口控制系统的需要。具有防死机软件狗电路、自检电路和实时时钟电路设计，所有输入口光藕隔离，所有继电器输出带有瞬间过压保护，增强了控制器的稳定性和实时性。工业级设计，可每天24小时连续运行。

4、产品延伸应用及案例

系统延伸应用：变电站辅助控制系统根据子系统的配置不同，可实现如下子系统：

变电站预警系统

变电站网络门禁管理系统

变电站视频语音门禁系统

变电站安防消防报警联网系统

变电站安防集成系统

变电站综合监控集成系统

变电站辅助控制系统

物联网变电站监控系统

变电站电缆温度监测报警系统

变电站塔架防盗监测系统