Сетевое хранилище (NAS — Network-Attached Storage)

NAS позволяет пользователям более эффективно сотрудничать и обмениваться данными, особенно рабочим группам, которые находятся удаленно или в разных часовых поясах. NAS подключается к беспроводному маршрутизатору, что упрощает доступ к файлам и папкам в распределенных рабочих средах с любого устройства, подключенного к сети. Организации обычно развертывают среду NAS в качестве основы для личного или частного облака.

Существуют продукты NAS, предназначенные для использования на крупных предприятиях, а также для домашних офисов или малых предприятий. Устройства обычно содержат как минимум два отсека для дисков, хотя для некритичных данных доступны системы с одним отсеком. Корпоративное устройство NAS разработано с большим количеством высокопроизводительных функций обработки данных для облегчения управления хранилищем и обычно имеет как минимум четыре отсека для дисков.

До появления NAS предприятиям приходилось настраивать множество отдельных файловых серверов и управлять ими. Для увеличения емкости хранилища устройства NAS оснащаются большим количеством дисков или дисков большего размера — так называемые NAS с горизонтальным масштабированием — или объединяются в кластер для вертикального масштабирования.

Кроме того, большинство поставщиков NAS сотрудничают с поставщиками облачных хранилищ, чтобы предоставить клиентам гибкость резервного копирования.

Сетевое хранилище использует жесткие диски для хранения данных. Проблемы с производительностью могут возникнуть, когда слишком много пользователей одновременно перегружают систему запросами. В более новых системах NAS используется быстрые флеш-накопители либо в комбинации с обычными жесткими дисками, либо в конфигурациях all-flash.

Тип жесткого диска, который выбирается для сетевого хранилища, определяется используемыми приложениями. Обмен электронными таблицами Microsoft Excel или документами Word с коллегами — это обычная задача, так же как и периодическое резервное копирование данных.

Использование NAS для обработки больших объемов потоковых мультимедийных файлов требует дисков большей емкости и скорости, большего объема памяти и более мощной сетевой обработки.

Дома люди часто используют систему NAS для хранения и обработки мультимедийных файлов, данных систем безопасности и других устройств Интернета (IoT), для автоматизации резервного копирования.

На предприятии NAS может стать хранилищем резервных копий для архивирования и аварийного восстановления (DR). Если устройство NAS имеет функции сервера, оно также может обслуживать электронную почту, мультимедийные файлы, базы данных или задания на печать.

Некоторые продукты NAS более высокого уровня вмещают достаточно дисков для поддержки RAID для повышения производительности, высокой доступности и избыточности.

Устройства NAS делятся на три большие категории в зависимости от количества дисков, емкости дисков, функций и масштабируемости.

Высокопроизводительные или корпоративные NAS: лидерами рынка являются предприятия, которым необходимо хранить огромные объемы файловых данных, включая образы виртуальных машин (ВМ). Enterprise NAS обеспечивает быстрый доступ и возможности кластеризации NAS. Концепция кластеризации возникла как способ устранить недостатки, связанные с традиционными NAS.

NAS среднего уровня: малый и средний бизнес требуют несколько сотен терабайт (ТБ) данных. Однако устройства NAS среднего уровня нельзя кластеризовать, что может привести к разрозненности файловой системы, если требуется несколько устройств NAS.

Низкопроизводительные или настольные NAS : нижний сегмент рынка ориентирован на малый бизнес и домашних пользователей, которым требуется локальное общее хранилище.

Со временем базовая функциональность устройств NAS расширилась для поддержки виртуализации. Высокопроизводительные NAS-продукты также могут поддерживать дедупликацию данных, флэш-хранилище, многопротокольный доступ и репликацию.

Некоторые устройства NAS работают под управлением стандартной ОС, например Microsoft Windows, в то время как другие могут работать под управлением проприетарной ОС поставщика. Хотя IP является наиболее распространенным протоколом передачи данных, некоторые продукты NAS среднего уровня могут поддерживать NFS, IPX, NetBIOS и SMB.

Для горизонтального масштабирования NAS администратор хранилища устанавливает диски большего размера и их большее количество, чтобы увеличить емкость хранилища. Масштабирование обеспечивает гибкость, позволяющую адаптироваться в соответствии с бизнес-потребностями организации. Масштабируемые корпоративные системы NAS могут хранить миллиарды файлов без потери производительности, связанной с поиском метаданных.

Объектное хранилище — альтернатива NAS для обработки неструктурированных данных.

Есть предположение, что объектное хранилище постепенно вытеснит горизонтально масштабируемые NAS, но также возможно, что эти две технологии будут продолжать существовать бок о бок. Обе методологии хранения имеют дело с масштабом, но по-разному.

Файлы NAS управляются централизованно через переносимый интерфейс операционных систем (POSIX), который обеспечивает безопасность данных и гарантирует, что несколько приложений могут совместно использовать горизонтально масштабируемое устройство, не опасаясь, что одно приложение перезапишет файл, к которому обращаются другие пользователи.

Объектное хранилище появилось как новый метод легко масштабируемого хранилища в веб-средах. Часто это неструктурированные данные, которые сложно сжимать, особенно большие видеофайлы.

Хранилище объектов не использует POSIX или какую-либо файловую систему. Вместо этого все объекты представлены в плоском адресном пространстве. Для описания каждого объекта добавляются биты метаданных, что позволяет быстро идентифицировать объект в плоском адресном пространстве имен.

До недавнего времени технологические барьеры разделяли миры файловых и блочных хранилищ, каждый со своими сильными и слабыми сторонами. Преобладающее мнение ИТ-специалистов заключалось в том, что блочное хранилище — это первоклассное хранилище, а файловое хранилище — эконом-класс. В основе этого мнения лежало преобладание критических для бизнеса баз данных, размещенных на SAN.

С появлением унифицированного хранилища поставщики стремились улучшить масштабирование файловых хранилищ за счет конвергенции SAN/NAS. Это позволило консолидировать данные на основе блоков и файлов в одном массиве хранения. Конвергенция поддерживает блочный ввод/вывод SAN и файловый ввод/вывод NAS в пределах одного набора коммутаторов.

Гиперконвергентная инфраструктура (HCI) объединяет вычислительные, сетевые, SDS и ресурсы виртуализации на одном устройстве. Системы HCI объединяют различные носители информации и представляют их гипервизору как подключенный NAS, даже если совместно используемый ресурс представляет собой блочное хранилище. Однако недостатком HCI является то, что предоставляются только самые основные файловые службы, а это означает, что центру обработки данных все равно может потребоваться реализация отдельной сети с подключением файлового хранилища.

Конвергентная инфраструктура (CI) объединяет серверы, сетевые ресурсы, ресурсы хранения и виртуализации на некотором множестве физических устройств. Это дает клиентам большую гибкость при построении своей архитектуры для хранения данных. Организации, стремящиеся упростить управление системами хранения данных, могут выбрать CI и HCI системы для замены NAS или SAN среды.