【物聯網開發系列】雲端主機安裝與設定(NAS 硬體安裝篇)

  • 文/曹永忠

本篇是「物聯網開發系列」系列中「雲端主機安裝與設定」的首篇。

物聯網時代來臨,筆者寫過許多智慧家居的文章(詳見下方參考文章),也收過許多讀者的來信,對於資料主機建置與設定及雲端服務架設與調校仍有許多不懂之處,希望筆者可以對這些主題分享一些經驗與教學,所以先將發表主題轉到這些主題,所以筆者先介紹資料主機建置與設定,來讓許多讀者可以先行建置公司、企業、組織等可以對應的硬體需求,所謂工欲善其事,必先利其器。

這幾年來,由於網路儲存大量被個人、企業、組織……所需要,加上網路安全與安全監控迫切需要,產生許多各式各樣的警監系統供應整個市場需求,而警監系統的核心需要也是影音儲存中心,所以網路連接儲存裝置(英語:Network Attached Storage:NAS)隨之興起。網路連接儲存裝置(NAS)是一種專門的資料儲存技術的名稱,它可以直接連接在電腦網路上面,對異質網路使用者提供了集中式資料存取服務。

NAS 和傳統的檔案儲存服務或直接儲存裝置 (DAS) 不同的地方,在於 NAS 裝置上面的作業系統和軟體只提供了資料儲存、資料存取、以及相關的管理功能。此外,NAS 裝置也提供了不止一種檔案傳輸協定,而且提供一個以上的硬碟,而且和傳統的檔案伺服器一樣,許多 NAS 還提供 RAID 備援服務。

由於 NAS 的型式很多樣化,可以是一個大量生產的嵌入式裝置,也可以在一般的電腦上執行 NAS 的軟體。

NAS 用的是以檔案為單位的通訊協定,例如像是 NFS(在 UNIX 系統上很常見)或是 SMB(常用於Windows系統)。人們都很清楚它們的運作模式,相對之下,儲存區域網路 (SAN) 用的則是以區段為單位的通訊協定、通常是透過 SCSI 再轉為光纖通道或是 iSCSI。還有其他各種不同的 SAN 通訊協定,像是 ATA over Ethernet 和 HyperSCSI 等。

NAS 介紹

NAS 一開始是在 1983 年 Novell 公司 [1] 的 NetWare 作業系統 [2] 裡面的檔案分享功能和 NCP 通訊協定裡面所引進來的觀念;而在 UNIX 界,1984 年時昇陽 [3] 發表了 NFS [4],讓網路伺服器之間能夠利用網路程式彼此能夠分享儲存空間。
3Com [5] 的 3Server 和 3+Share 軟體是當時第一個為了開放系統伺服器而特別設計的伺服器(其中包括了專屬軟硬體及多台磁碟機),該公司也從 1985 年到 1990 年代初期一直領導時代的潮流,3Com 和微軟在這個新市場上還合作開發了 LAN Manager 軟體及其通訊協定。

受到 Novell 的檔案伺服器的啟發,IBM、昇陽、以及其他相當多的公司都開始研發專屬的伺服器;3server 應該是第一家專門為桌上型作業系統開發專屬 NAS 的公司,而 Auspex Systems 則是第一家為 UNIX 市場開發專屬 NFS 伺服器的公司。在 1990 年代早期,Auspex 公司的一些員工獨立出來開了另一家叫 Network Appliance 的公司,同時支援了 Windows 和 UNIX 系統,開啟了專屬 NAS 的市場。

目前 NAS 可大略分為「專注儲存型」(Storage NAS) 以及「整合平台型」(Platform NAS) 兩種,後者即為具備自身作業系統。就平台式 NAS 而言,現今全球著名品牌為華芸科技 (ASUSTOR)、普安科技 (Infortrend)、詮力科技 (ITE2)、威聯通科技 (QNAP)、與群暉科技 (Synology)、樺賦科技 (Thecus) 等。

筆者將使用威聯通科技 (QNAP) 的 NAS 產品來當為文章硬體主題,由於威聯通科技股份有限公司 (QNAP Systems, Inc.),這幾年來針對優質網路應用設備的產品發展迅速,企業目標以提供全面及先進的 NAS 網路儲存裝置及 NVR 安全監控系統解決方案為最大核心事業,所以筆者以該公司 TS-431P2 產品為主機介紹主體(如下圖所示)。

TS-431P2 具備 3 個 USB 3.0 埠和雙 GbE 網路埠,提供順暢傳輸效能及安全的私有雲儲存空間,協助您完成資料備份、同步、分享及遠端存取等任務。
TS-431P2 搭載高效能四核心處理器,讓您可透過 Qfiling 智能歸檔及 Qsirch 全文檢索功能,便利地管理及搜尋 NAS 中的檔案;也可利用 Notes Station 輕鬆打造個人雲端筆記本,並分享筆記內容給親朋好友,在電子郵件服務方面可以利用 QmailAgent 集中管理多個電子郵件帳號,有效率地收發、管理與備份電子郵件;或利用 Qcontactz 匯入並集中管理聯絡人資料,用私有雲守護千萬人脈存摺。

TS-431P2 並支援快照機制 (Snapshots),當系統發生異常或遭受加密勒索病毒威脅時,便可隨時透過快照進行還原,維持工作或服務正常運作不間斷。

TS-431P2 亦可連結各種物聯網裝置,搭配 QNAP 獨家開發之 QIoT Suite Lite 套件所提供的眾多模組化應用,快速打造個人專屬的 IoT 應用,其規格如下。

  • 高效能四核心處理器,記憶體可擴充至 8GB
  • 順暢運作 Qfiling 智能歸檔及 Qsirch 全文檢索功能
  • 整機加密及硬體加速技術保護重要資料、跨裝置檔案同步
  • 支援 Container Station 及 QIoT Suite Lite,提供容器虛擬化應用與 IoT 應用開發功能
  • 支援 QmailAgent 郵件收發總代理與 Qcontactz 私有雲連絡人管家
  • 透過 DLNA®、AirPlay® 和 Chromecast™ 串流影像,在大螢幕上欣賞相片及高畫質影片

TS-431P2 搭載 ARM® Cortex®-A15 核心架構,AnnapurnaLabs, an Amazon company Alpine AL-314 四核心 1.7 GHz 處理器,目前有 1 GB 及 4 GB DDR3 記憶體機種,其內建一個記憶體擴充槽最大可支援 8GB DDR3 RAM, 且記憶體提供高達 221 MB/s 讀取速度和 195 MB/s 寫入速度,在整機機密 (AES 256-bit) 的情況下,亦可提供超過 220 MB/s 的資料傳輸速度,在保護 NAS 重要資料的同時,仍維持系統的高效能及安全性,尤其適合家庭、小型辦公室和個人工作室使用。

該機器作為多媒體影音中心時,亦可安裝高傳輸速率的 USB 802.11ac 及 802.11n 雙頻 2.4GHz/5GHz Wi-Fi 網卡,縮短多檔傳輸或影音大檔傳輸所需時間。

TS-431P2 搭載新一代 64 位元化 QTS 4.3 作業系統,將多款應用程式與功能模組化,強勢集結企業需求、個人生產力、與多媒體應用等全方位管理,並導入多種智慧代理服務與讓資料與系統支援更具彈性的自動化程序,提升管理效率。

QNAP TS-431P2 主機

硬體開箱

由於網購商品非常簡單,筆者透過 PC HOME 購買 QNAP 威聯通 TS-431P2-1G 4-Bay NAS 當作主機。再執行下列程式。

TS-431P2 主機(含外殼包裝)

拆開之後,如下圖所示,為TS-431P2 主機。

TS-431P2 主機

我們將 TS-431P2 配件包打開之後,如下圖所示,為 TS-431P2 配件包,這裡請讀者注意,有一包細芽螺絲(12顆)、一包粗芽螺絲(12顆)、兩條網路線、一套電源供應組與簡單說明書。

TS-431P2 配件包

如下圖所示,我們可以看到 TS-431P2 主機四個角度,下圖 (c) 之右側面為後面安裝雲端服務之雲端序號,下圖 (d) 之底面為 TS-431P2 主機之產品序號,序號為機器保固與出廠規格之依據,請讀者要先拍照紀錄,以防萬一。

TS-431P2 主機四個角度

電源供應器組立

如下圖所示,為電源供應器主端。

電源供應器主端

如下圖所示,為電源供應器插頭線端。

電源供應器插頭線端

如下圖所示,請將上兩圖之物件整合為下圖之電源供應器。

電源供應器

如下圖所示,取出電源供應器之電源輸出端。

電源供應器之電源輸出端

如下圖所示,為TS-431P2 主機電源輸入端。

TS-431P2 主機電源輸入端

如下圖所示,找出電源供應器之電源輸出端與TS-431P2 主機電源輸入端。

電源供應器之電源輸出端與 TS-431P2 主機電源輸入端

如下圖所示,將電源供應器之電源輸出端插入 TS-431P2 主機電源輸入端。

電源供應器之電源輸出端插入 TS-431P2 主機電源輸入端

硬碟組立

如下圖所示,找出TS-431P2 主機前面板。

TS-431P2 主機前面板

如下圖所示,將 TS-431P2 主機前面板硬碟插槽打開。

將 TS-431P2 主機前面板硬碟插槽打開

如下圖所示,取出第一個硬碟插槽。

取出第一個硬碟插槽

如下圖所示,取出第二個硬碟插槽。

取出第二個硬碟插槽

接下來把第三個硬碟插槽與第四個硬碟插槽都取出,如下圖所示,取出所有硬碟插槽。

取出所有硬碟插槽

如下圖所示,為四個空硬碟插槽。

四個空硬碟插槽

接下來,由於價格與直接觀示硬碟的因素,如下圖所示,筆者直接到順發電腦賣場去購買四顆 4T 硬碟。

四顆 4T 硬碟

如下圖所示,拆開四顆 4T 硬碟包裝。

拆開四顆 4T 硬碟包裝

如下圖所示,找出硬碟螺絲。

找出硬碟螺絲

如下圖所示,放置第一顆硬碟。

放置第一顆硬碟

如下圖所示,檢視第一顆硬碟方向。

檢視第一顆硬碟方向

如下圖所示,注意硬碟螺絲孔。

注意硬碟螺絲孔

如下圖紅框所示,對準硬碟螺絲孔。

對準硬碟螺絲孔

如下圖所示,鎖好第一顆硬碟螺絲。

鎖好第一顆硬碟螺絲

如下圖所示,鎖好四顆硬碟螺絲。

鎖好四顆硬碟螺絲

如下圖所示,鎖好四顆硬碟的螺絲。

鎖好四顆硬碟的螺絲

如下圖所示,完成硬碟托盤架組立。

完成硬碟托盤架組立

如下圖所示,我們將安裝第一顆硬碟托盤下方卡榫打開,準備安裝第一顆硬碟。

準備安裝第一顆硬碟

如下圖所示,插入第一顆硬碟。

插入第一顆硬碟

如下圖所示,裝入第一顆硬碟並按下卡榫。

裝入第一顆硬碟並按下卡榫

如下圖所示,裝入其他三顆硬碟。

裝入其他三顆硬碟

如下圖所示,按下三顆硬碟卡榫。

按下三顆硬碟卡榫

如下圖所示,我們完成四顆硬碟安裝。

完成四顆硬碟安裝

網路線安裝

如下圖所示,找出網路線。

找出網路線

如下圖所示,找出網路線。

找出網路線

如下圖所示,找出主機網路插孔。

找出主機網路插孔

如下圖所示,將網路線一端插入主機網路插孔。

插入主機網路插孔

如下圖所示,找出您家裡或公司或其他可以上網之有線網路集線器之網路插座。

找出網路集線器之網路插座

如下圖所示,將網路線之另一端網路插頭插入網路集線器之網路插座。

插入網路集線器之網路插座

如下圖所示,完成插入網路集線器之網路插座。

完成插入網路集線器之網路插座

電力安裝

如下圖所示,找出電源供應器之電力插頭。

找出電源供應器之電力插頭

如下圖所示,我們將電源供應器之電力插頭插入電源插座。

插入電源插座

如下圖所示,打開電源插座電源。

打開電源插座電源

到此,我們已經完成 QNAP 威聯通 TS-431P2-1G 4-Bay NAS 之硬體安裝,相信上述一步一步的安裝步驟,讀者可以清楚了解如何安裝 QNAP 威聯通 TS-431P2-1G 4-Bay NAS 主機,其他 QNAP 型號或其他廠牌的 NAS 也都是大同小異, 相信讀者可以融會貫通。

後續

本篇是「物聯網開發系列」系列中「雲端主機安裝與設定」的首篇:NAS 硬體安裝篇,主要告訴讀者,如何將市售的 NAS 主機產品,對其主機硬體安裝,一步一步安裝教學,下回將介紹如何針對 NAS 主機的初步硬體設定一一介紹,請讀者拭目以待。

後續筆者還會繼續發表「物聯網開發」系列的文章,在未來我們可以創造出更優質,更具未來性的物聯網 (Internet of Thing:IOT) 產品開發相關技術。

敬請期待更多的文章。

  • 註:
  1. 網威 (Novell) 是一家專門從事網路作業系統如 Novell NetWare 與 Linux、安全身分管理工具及應用整合與合作方案的美國高科技企業
  2. Novell Netware 即 Novell 網路作業系統,該網路作業系統是 Novell 公司的產品。在 Windows 系統盛行之前,個人電腦是運作在 Command Line 的環境,此時的網路架構,都是以 Novell Netware 來建構而成。
  3. 昇陽電腦 (Sun Microsystems),台灣公司原稱作昇陽電腦股份有限公司,現為美商甲骨文有限公司台灣分公司;中國大陸分公司原稱作太陽電腦系統(中國)有限公司,現為甲骨文(中國)軟體系統有限公司。
  4. NFS 為 Network FileSystem 的簡稱,它的目的就是想讓不同的機器、不同的作業系統可以彼此分享個別的檔案
  5. 3Com公司是一個全球的企業和小型企業聯網解決方案供應商,提供網路交換機,路由器,無線接取器,IP 語音系統和入侵預防系統等產品。3Com 由羅伯特·梅特卡夫博士於 1979 年創立。目前公司總部位於美國麻薩諸塞州馬爾堡。3Com 名稱取自電腦 (Computer)、通訊 (Communication) 與相容性 (Compatibility)。
  6. Auspex Systems was a computer data storage company founded in 1987 by Larry Boucher, who was previously CEO of Adaptec. It was headquartered in Santa Clara, California.

作者介紹

曹永忠(Yung-Chung Tsao):目前為自由作家,專注於軟體工程、軟體開發與設計、物件導向程式設計、物聯網系統開發、Arduino開發、嵌入式系統開發,商品攝影及人像攝影。長期投入資訊系統設計與開發、企業應用系統開發、軟體工程、物聯網系統開發、軟硬體技術整合等領域,並持續發表作品及相關專業著作。

Email:prgbruce@gmail.com/Line ID:dr.brucetsao/作者網頁臉書社群(Arduino.Taiwan)Github 網站Youtube

參考文獻

分享到社群

曹永忠

曹永忠 (Yung-Chung Tsao) ,目前為自由作家暨專業Maker,專研於軟體工程、軟體開發與設計、物件導向程式設計,商品攝影及人像攝影。長期投入創客運動、資訊系統設計與開發、企業應用系統開發、軟體工程、新產品開發管理、商品及人像攝影等領域,並持續發表作品及相關專業著作。 Email:prgbruce@gmail.com Line ID:dr.brucetsao 作者網站:https://www.cs.pu.edu.tw/~yctsao/ 臉書社群(Arduino.Taiwan):https://www.facebook.com/groups/Arduino.Taiwan/ Github網站:https://github.com/brucetsao/ Youtube:https://www.youtube.com/channel/UCcYG2yY_u0m1aotcA4hrRgQ