组建基于NAS的家庭数据中心

陈晓俊

摘 要 随着家庭网络条件的日趋完善特别是千兆无线路由器开始普及， NAS系统开始走进千家万户。本文主要研究如何组建基于NAS的家庭数据中心。

关键词 家庭数据中心 NAS

中图分类号：TP3 文献标识码：A

随着计算机和网络技术飞速发展，人们的信息化生活越来越丰富，家庭中的智能设备越来越多，包括传统的台式计算机、笔记本电脑、平板电脑、智能手机、媒体播放器等等。然而随着设备的不断增多，相信不少家庭用户都面临这样的问题：如何把这些设备连接并管理起来；如何集中管理不同设备中的数据并实现共享。这时我们需要构建一个家庭数据中心。网络附加存储（NAS：Network Attached Storage，以下简称NAS）系统可以帮助我们构建这样一个家庭数据中心：它有比传统计算机更大更快的存储空间；它可以在脱机状态下不间断下载互联网上的资源；它可以实现视频、音频、图像文件共享；它可以允许用户在其他地方浏览和下载家中的文件数据；甚至它可以管理打印机和摄像头等外部设备。同时它的功耗很低，只相当于一个二十瓦的节能灯泡。

如图所示，基于NAS的家庭数据中心以NAS为核心，由无线路由器、网络终端、外部设备构成。其中网络终端可以为台式计算机、笔记本电脑、平板电脑、智能手机、多媒体播放器、游戏机构成，外部设备可以为打印机、智能电视、数码相机等。

1 NAS

家用NAS强调的是性价比，其中对NAS性能影响较大有的CPU、内存、硬盘和磁盘阵列（RAID）。

1.1 CPU

CPU（Central？Processing？Unit）又称中央处理器，其功能主要是解释指令以及处理数据。NAS的CPU主要用来协调控制整个系统的正常运行，在高清视频播放解码中也扮演着重要角色。目前主流的NAS用CPU频率在1GHz以上，在其他配置相同的情况下越高频率的处理器对于性能的提升越大。较好的NAS还会采用双核甚至多核CPU。NAS用CPU硬件架构通常有两种：嵌入式架构和通用架构，前者和路由器一样使用嵌入式处理架构，后者则更像人们常用的个人电脑。

1.2内存

和台式计算机、笔记本电脑原理一样，NAS的内存（Memory）用于暂时存放CPU中的运算数据，以及与硬盘交换数据。内存的容量越大越好，速度越快越好。在NAS中常见的内存类型有SDRAM（同步内存）、FLASH（闪存）等。不同的NAS产品出厂时配备的内存容量不同，一般为几十兆到数GB（1GB=1024MB）容量不等，这取决于NAS产品的应用范围。目前家用NAS内存容量在256MB以上，足以满足家庭数据中心的联网设备使用需求。

1.3硬盘

大多数家用NAS出厂时并不配备存储模块。NAS的主要存储模块就是硬盘（Hard Disk Drive 简称HDD），和普通计算机中所使用的完全一致。硬盘的主要技术指标有接口、转速、容量，值越大性能越好。容量决定硬盘的存储能力，规格有500G、1TB、2TB、3TB等。大多数家用NAS都已支持2TB以上的硬盘，并且支持多盘位即可以同时安装两块以上的硬盘。

1.4磁盘阵列（RAID）

RAID是Redundant Arrays of Inexpensive Disks的简称，中文名为磁盘阵列。从字面上看，它表示既价格便宜又具有冗余能力的磁盘阵列。RAID原理是利用数组方式来作磁盘组，配合数据分散排列的设计，提升数据的传输率和安全性。RAID 技术将多个单独的磁盘以不同的组合方式形成一个逻辑硬盘，从而提高磁盘读取的性能和数据的安全性。

2操作系统

类似于台式计算机硬件结构的NAS固然也需要一个操作系统来运作。NAS的各种功能需要操作系统支持与实现。目前NAS产品主要支持以下两类操作系统：

2.1 Windows

Windows操作系统是由美国微软（Microsoft）公司开发的，在全球个人电脑和服务器操作系统中居领导地位。Windows操作系统相关网络产品主要有：Windows Server 2000、Windows Server 2003、Windows Server 2008以及最新的Windows Server 2012等。

2.2 Linux

Linux是一种自由和开放源码的类Unix操作系统，它是一个领先的操作系统也是一种新型的网络操作系统。其特点是安全稳定、界面良好，支持多任务、多用户和多平台。

一般家用NAS操作系统都是基于Linux内核的。一方面，Linux几乎支持所有主流的网络硬件和网络协议，另一方面，Linux有很好的文件系统支持。因此它可以为NAS提供一个很好的系统平台，通过它可以很方便地进行数据备份、同步和复制等。此外，Linux良好的开放特性使得基于Linux操作系统的NAS产品对于各种存储客户端的支持都没有问题。

3无线路由器

随着智能手机和平板电脑的普及，越来越多的家庭开始使用无线路由器（Wireless Router）。无线路由器是在有线路由器的基础增加无线功能发展而来，用户可以通过无线路由器实现无线上网。无线路由器的工作原理是在宽带网络信号传输至路由器后，通过无线路由器的天线发送无线信号，支持WiFi的无线网络设备例如笔记本电脑、平板电脑、智能手机等等接受到无线信号即可上网。

4计算机

家用计算机一般分为台式计算机和笔记本电脑。按照网络连接方式，台式计算机一般通过网线与无线路由器直接连接。笔记本电脑则通过无线网卡和无线路由器建立连接。按照操作系统划分，主要分为Windows系统和Mac系统。其中Mac系统是苹果公司为自己的产品独立开发的操作系统，正常情况下在普通微型计算机上无法安装的操作系统。由于和Windows系统文件格式不一致，所以目前一般家用NAS均同时支持Windows系统和Mac系统。

5智能手机和平板电脑

作为家庭数据中心中计算机外的联网终端主力，智能手机和平板电脑正在扮演越来越重要的角色。在一些简单应用中，比如浏览网页、看视频、听音乐，家庭用户更乐意选择使用智能手机或者平板电脑。首先现在的智能手机和平板电脑性能足以满足这类使用需求，其次智能手机和平板电脑的移动便携性是台式计算机甚至有些时候笔记本电脑都无法提供的。智能手机和平板电脑快速的响应能力也是家庭用户所看好的，随时随地可以打开一个网页、刷刷微博，无需等待传统计算机漫长的开机时间。目前主流的智能手机和平板电脑按照操作系统主要有Android、iOS、和Windows。

6高清播放器

高清播放器是可以把电脑硬盘、移动硬盘、SD卡、U盘等等储存设备里面的电影、音乐、图片等在电视机、显示器、GPS、投影仪、幻灯机都可以播放出来的一种工具。可播放影视清晰度为480P（标清）、720P、1080i、1080P。目前很多高清播放器也采用了Android操作系统，成为智能联网终端的一员。

通过上述设备，即可组建基于NAS的家庭数据中心。相信在不久的将来，基于NAS的家庭数据中心会出现在千家万户。

参考文献

[1] 闻道. NAS，数字家庭存储设备首选——家庭数字影像库之存储篇[J]. 中国摄影家， 2011（7）：136-137.

[2] 刘林杰. NAS在中小企业中的综合应用[J]. 中小企业管理与科技， 2012（1）：284-285.

[3] 田渊青. 基于网络存储器和机顶盒的家庭多媒体系统[D]. 上海交通大学， 2011：18-22.