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NAS 容量滿了怎麼清、怎麼擴?快照、RAID 重建與 SMR 注意事項

NAS 跳出容量不足,先別急著買新機。用儲存空間分析揪出大檔、快照、回收桶三大兇手,搞懂寫入時複製為什麼刪了檔案空間卻沒回來,再判斷加碟、逐顆換大還是換機。深談 RAID 5 與 SHR 擴充規則、重建期的 URE 風險、SMR 疊瓦碟為何會拖垮重建,以及大碟時代該不該上雙同位元。廷皓科技服務高雄、台南、屏東。

作者 Steve Chen · 發布  · 更新  · 約 9 分鐘閱讀

MIS/IT 外包 — 廷皓技術專欄插圖

先看報表,別靠印象刪檔

NAS 用久了,每個人心裡都有一份「應該是它很肥」的猜測,但憑印象刪檔是災難的起點——你以為沒人要的資料夾,往往是某個部門默默在共用的成品區。正確做法是先讓機器自己招供。Synology 的套件中心有「儲存空間分析師」,可以排程定期產出報告,把最肥的資料夾、幾年沒人開過的大檔、成長最快的目錄一次列清楚;QNAP 這邊則能在 File Station 搭配「儲存與快照總管」,逐層看每個資料夾與儲存池的實際用量。掃完你會發現,兇手幾乎跑不出這三個。

  • 沒人認領的大檔:監視器錄影、影片專案、一包一包的安裝檔與 ISO、重複好幾份的舊備份,常常一口氣吃掉一半以上。這類檔冷得發霉,存取紀錄幾乎是空白,是最安全、也最好清的一塊。
  • 快照:排程一直跑、保留份數又設得很寬,會安靜佔掉兩三成空間。它不是垃圾,是救命機制,但沒有保留原則的快照,就是慢性肥胖。
  • 回收桶:從網路磁碟機刪掉的檔案其實沒消失,只是被搬進共用資料夾底下的隱藏回收區(Synology 叫 #recycle,QNAP 叫 @Recycle),沒清空等於沒刪。

為什麼刪了檔案,空間卻沒吐回來

這是我被問到爛的一題:昨天明明砍掉一個兩百 GB 的資料夾,今天一看容量文風不動,是不是機器壞了?機器沒壞,是很多人不了解現代 NAS 的檔案系統怎麼記帳。這裡面有兩層,第一層是回收桶,前面講過,不清空就只是換個地方放。第二層比較反直覺,得花點篇幅講清楚,因為它才是九成「刪了沒回來」的真兇。

現在主流 NAS 多半跑 Btrfs 這類「寫入時複製」(copy-on-write)的檔案系統。快照在這種架構下不是把檔案另存一份,而是替當下每一個資料區塊留一個「引用」——它記住的是「這一刻,這些區塊長這個樣子」。當你刪掉那個兩百 GB 的資料夾,檔案系統做的只是解除「目前」對這些區塊的引用;只要還有任何一份快照仍然指著同一批區塊,系統就不敢真的把空間釋放出去,否則你哪天想從快照還原,資料早就被覆蓋光了。換句話說,空間得等到最後一份引用著它的快照,依保留原則輪替、過期、被回收,才會慢慢吐回來。所以刪完大檔隔天沒動靜,不是當機,是快照還牢牢抓著那些區塊。想馬上要回空間,要嘛主動清掉相關的舊快照,要嘛就是耐著性子等排程輪替,沒有第三條捷徑。

使用率的那條物理紅線

順著檔案系統再講一個很多人忽略的重點:NAS 的可用空間,不是「填到滿才叫用好用滿」。寫入時複製的檔案系統有個先天特性——它幾乎不原地覆寫,每次改寫都要先找一塊乾淨的空間寫新版,再回頭釋放舊區塊。這代表系統隨時需要一定比例的「呼吸空間」,用來配置新區塊、整理碎片、跑快照與資料清理(scrub)。

所以健康的儲存池,長期使用率最好壓在八成以下。工程上的觀察也支持這條線:只要把容量控制在九成以內,配置演算法還能把碎片壓住;一旦逼近九成五,幾件事會同時發生:可用區塊被切得零零碎碎,寫入得東拼西湊、效能明顯下滑;快照與部分系統作業因為配不到夠大的連續空間開始失敗;嚴重時甚至連刪檔、釋放空間這種動作本身都需要一點暫存空間而卡住,變成「滿到連清都清不動」的死結。留兩成看似浪費,其實是最便宜的保險——這條線值得白紙黑字寫進交接文件。

真的不夠了:加碟、換大顆、還是換機

報表清完、快照瘦身、回收桶倒乾淨,還是緊繃,那就是真的該擴充了。判斷邏輯其實很單純,但每一條路底下都藏著外行最容易踩的雷。

還有空槽:直接加碟最省

機器還有空槽是最幸福的狀況。直接插一顆新硬碟進去、把它加進現有儲存池,就是最便宜、風險最低的一條路。加碟(而不是換碟)的好處,是你完全沒動到任何一顆現有成員,舊資料不用重排,SHR 架構下新加的碟甚至不必跟舊碟同容量。要留意的只有:加碟同樣會觸發一次儲存池重整(reshape),大容量下這個過程可能跑十幾到二三十小時,期間效能會很難看,最好安排在非上班時段,而且動手前,備份還是要先備好。

槽位滿了:逐顆換大,一次只動一顆

四個槽都插滿了,就只能逐顆換成更大的硬碟。這裡有一條原則,違反了就是拿全公司資料下注:一次只換一顆,換上去、等陣列完整重建(rebuild)完成、確認狀態恢復正常,才能動下一顆。為什麼這麼龜毛?下一段講重建風險時你就懂了。還有一個一定要先跟客戶講清楚、免得被追問的重點:換碟之後,容量不會馬上長出來。

  • 傳統 RAID 5:要儲存池裡所有成員都換成大顆之後,多出來的空間才會一次浮現。換到一半、容量紋風不動,是正常現象,不是換壞了。
  • Synology SHR:彈性一點,全部原本同容量的 SHR-1,通常換到第二顆大碟、重建完成之後,就開始長出可用容量,不必等到全部換完。
  • Btrfs 儲存池:動手換碟前,建議先跑一次資料清理(data scrub),確認現有區塊沒有潛在錯誤,再進入重建,別把一顆本來就帶傷的碟推進高壓程序。

重建那段時間,你的資料在走鋼索

前面欠的那筆帳,現在還。很多人以為換碟、重建是例行保養,其實它是整個 NAS 生命週期裡風險最高的幾個小時——甚至幾天。當你抽掉一顆碟、插上新碟,RAID 5 陣列會進入「降級」(degraded)狀態:這時候它的容錯額度歸零。重建的工作,是把其餘所有成員碟從頭到尾完整讀過一遍,用同位元(parity)反推出新碟該有的內容。問題在於,兩件麻煩事會同時發生。

  • 時間很長:8TB 以上的硬碟,重建單顆常要 12 小時到數天,而且這段期間,所有倖存的碟幾乎是貼著 100% 的持續讀取在操——等於把一群同齡、同批進貨、操勞程度相近的老碟,一起逼到極限。
  • 沒有安全網:降級的 RAID 5 只要在這幾天裡再壞一顆碟,或是讀到一個讀不回來的扇區,整個陣列就全滅,沒有第二次機會。

故障率、復原成功率與工時不適合用別人的平均值推估。現場應留下資產、告警、備份、還原演練、事件處理與停機紀錄,再用自家數據決定汰換、容量與維運優先順序。

SMR 這顆看不見的地雷

講到買碟,最容易買錯、買了還不自知的就是 SMR。市面上同樣標 8TB,價差可能差到三四成,便宜那顆很有可能就是 SMR(疊瓦式磁記錄)。它為什麼便宜、又為什麼碰不得 RAID,得從磁軌怎麼排講起。

傳統的 CMR(垂直磁記錄)磁軌像馬路一樣一條一條平行排好,中間留有隔離帶,每條磁軌都能獨立改寫,隨機寫入又快又穩,四碟 RAID 5 重建大致能撐在每秒一百多 MB 的水準。SMR 為了塞進更多容量,把磁軌像屋瓦一樣互相交疊約一成——省了空間,代價是你想改寫其中一條,就得連帶重寫壓在它上面的那幾條。平常存個文件、丟個檔案感覺不出來,因為 SMR 碟會先把隨機寫入塞進一小塊 CMR 快取墊著。但重建正好是最惡劣的工作型態:持續、大量、密集的寫入,幾分鐘就把那塊快取灌爆,接下來就是沒完沒了的「讀-改-寫」循環,寫入速度可以從一兩百 MB/s 一路崩到 10MB/s 以下。原本兩三天能收工的重建,可能被拖成兩三個禮拜,而這整段時間,你的陣列都吊在零冗餘的鋼索上。所以買 NAS 碟,白紙黑字認明 CMR,別為了省那三四成,把公司資料的安全,押在一顆會在重建時掉速的碟上。

大碟時代,該重新想想要「幾支同位元」

順著 URE 和重建風險往下想,你會得到這幾年儲存圈的一個共識:硬碟越做越大,單同位元的 RAID 5 就越不划算。道理很直白——碟越大,重建要讀的資料越多、時間越長,踩到 URE 的機率越高,而 RAID 5 在降級時完全沒有第二層保護。所以只要單碟容量上到 8TB、10TB 這個級距,槽數又夠(通常四槽以上),就該認真考慮雙同位元的做法:RAID 6,或 Synology 的 SHR-2。它們可以同時容忍兩顆碟出事,等於在最危險的重建期間還保留一層安全網,代價只是犧牲一顆碟的容量。對於一台裝著全公司命脈、又不可能常常停機的 NAS 來說,這顆碟換來的安心,通常很值得。附帶一提,Btrfs、ZFS 這類檔案系統還會替每個區塊算一份校驗碼,能揪出靜默的位元腐化(bit rot),這是傳統 RAID 給不了的保障。

算一筆帳,順便看清楚老機器的極限

把數字攤開會更好談。一台四槽機器,裝四顆 4TB 跑 RAID 5,可用大約 12TB;全數逐顆換成 8TB 之後,可用會來到大約 24TB,等於原地翻倍。硬碟成本抓四顆兩萬多到三萬出頭(NAS 專用碟行情會浮動),比整台換新省得多,資料也完全不用搬家。這筆帳在多數情況下都很漂亮,值得優先評估。

但最後還是得說幾句實話:硬體會老,擴充只治容量,治不了年齡。一台跑了七八年、記憶體只有 1GB、光是排個快照處理器就滿載的老機器,就算你把硬碟堆到 40TB,同步、備份、快照還是慢得折磨人——瓶頸根本不在碟,在那顆喘不過氣的處理器和記憶體。這種情況該評估的是換機加資料搬遷,而不是繼續往一台夕陽機器裡砸硬碟錢,那是把好碟綁在爛平台上。另外提醒,部分較舊的機型或特定 RAID 型態,並不支援線上擴充或線上換碟,動手前務必先查原廠對你這台型號的相容性與擴充說明,查不到就先停手問清楚,別拿營運中的公司資料,去賭一次沒把握的操作。

結論:這是一連串判斷,不是二選一

講到底,NAS 容量告急從來不是「買不買新機」的二選一,而是一連串該先想清楚的判斷:空間被誰吃掉、快照該留多久、還有沒有空槽、要單同位元還是雙同位元、手上那顆碟到底是 CMR 還是 SMR。這些判斷錯一步,輕則白花錢,重則賠掉資料。真的拿不定主意,把「儲存空間分析師」的報表截圖丟到廷皓的 LINE,或直接撥 07-363-0802,我們先幫你判斷是清一清就好、加一顆就過關,還是真的得動到重建與搬遷。高雄、台南、屏東都能到府,把該擴的擴好、該搬的安全搬過去,資料一格都不少。

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