Che cos'è l'archiviazione collegata alla rete?
Il network-attached storage (NAS) è un dispositivo di archiviazione dedicato ai file che rende i dati sempre disponibili ai dipendenti per collaborare in maniera efficace in una rete. Qualsiasi rete informatica ha server interconnessi e computer client che inviano richieste ai server. I dispositivi NAS sono server specializzati che si occupano esclusivamente dell’archiviazione dati e delle richieste di condivisione file. Forniscono servizi di archiviazione veloci, sicuri e affidabili a reti private.
Perché i dispositivi NAS sono importanti?
Aziende e piccole imprese in molti settori scelgono le soluzioni NAS perché offrono archiviazione efficiente, scalabile e a basso costo. Paragonati ad altri server, i server di file NAS forniscono un accesso più rapido ai dati e sono più semplici da configurare e gestire. Possono supportare diverse applicazioni aziendali, inclusi sistemi privati di email, database di account, libri paga, registrazione ed editing di video, registro di dati, analisi dei dati aziendali.
Alcuni dei vantaggi delle NAS sono:
Implementazione di cloud privati per le organizzazioni
Un cloud privato è un cloud che ospita risorse dal data center proprio di un’organizzazione. Può basarsi su risorse interne all'hardware o su infrastrutture separate fornite da una terza parte. È possibile usare i dispositivi NAS per implementare l'archiviazione nel cloud privata nella propria organizzazione.
Soluzioni di archiviazione locale flessibili per piccole imprese
I sistemi NAS possono essere personalizzati in base alla grandezza e alle richieste dell'organizzazione. Sul mercato sono disponibili sia dispositivi a basso costo e con meno spazio di archiviazione sia dispositivi più costosi e di fascia alta.
Per quali motivi viene utilizzata un'archiviazione basata su rete?
Le organizzazioni utilizzano le soluzioni NAS per eseguire diverse attività tra cui:
- Archiviazione e condivisione di file
- Creazione di archivi di dati attivi per backup di dati e ripristino di emergenza
- Hosting di infrastrutture di desktop virtuali.
- Test e sviluppo di applicazioni web basate su web e lato server
- Trasmissione di file multimediali e torrent
- Archiviazione di immagini e video che richiedono un accesso frequente
- Creare un archivio di stampa interno
Per esempio, un'azienda multimediale crea molte immagini ogni giorno. Tuttavia, l'azienda non può trasmettere costantemente questi dati sul cloud a causa di latenza della rete. Invece, utilizza un dispositivo NAS esclusivo per archiviare foto. Ogni dipendente può accedere e modificare le foto nella rete dell'azienda.
Quali sono i componenti un dispositivo NAS?
I dispositivi NAS sono generalmente costituiti da diversi componenti.
Dischi di archiviazione fisici
I dispositivi NAS possono contenere da due a cinque dischi rigidi, che forniscono capacità di archiviazione di alti volumi. I diversi dischi fisici sono disposti logicamente come insieme ridondante di dischi indipendenti (redundant storage containers, o RAID). La tecnologia RAID è una tecnologia di virtualizzazione che combina diversi componenti fisici di archiviazione in una o più unità logiche. Aiuta a fare il backup dei dati e migliorare le prestazioni.
Central Processing Unit (CPU)
I dispositivi NAS hanno una CPU che fornisce intelligenza di calcolo e potenza per gestire il file system. La CPU legge e scrive i dati per processare e servire i file, gestire diversi utenti e integrarli con il cloud se lo si desidera.
Sistema operativo
Un sistema operativo è un'interfaccia software tra il dispositivo hardware di archiviazione e l'utente. Nonostante i dispositivi complessi di archiviazione collegata alla rete abbiano un proprio sistema operativo, alcuni dispositivi più semplici potrebbero non averne uno.
Interfaccia di reti
L'unità NAS si connette alla rete utilizzando un'interfaccia di rete. La connessione di rete può essere un cavo Ethernet o Wi-Fi. Molti dispositivi NAS hanno anche porte USB per la ricarica o per connettere altri dispositivi ai dispositivi NAS.
Qual è il principio di archiviazione di base dei dispositivi NAS?
La NAS è un dispositivo di archiviazione collegato alla rete per dati basati su file. Esistono tre principali metodi di archiviazione:
1. Archiviazione file
Nell'archiviazione file si possono archiviare i dati in file, organizzare i file in cartelle collocate in una gerarchia di directory e sottodirectory. Questa tecnica di archiviazione è molto comune e intuitiva.
2. Archiviazione di blocchi
L'archiviazione in blocchi divide il file in sezioni più piccole (blocchi) e archivia separatamente ogni blocco in un indirizzo univoco. Il computer può archiviare i blocchi ovunque nel dispositivo. Il sistema operativo del server utilizza l'indirizzo univoco per ricostruire il file dai blocchi. Questo procedimento è più veloce rispetto al cercare nelle gerarchie per accedere a un file.
3. Archiviazione di oggetti
Gli oggetti sono unità di dati separate che vengono archiviate senza una gerarchia o una struttura. Ogni oggetto include i dati, informazioni descrittive sui dati (metadati) e un numero identificativo esclusivo. Con queste informazioni, il software di sistema può trovare e accedere all'oggetto.
Differenze tra archiviazione di oggetti, blocchi e file
Ogni tipo di archiviazione può essere utilizzato in modi differenti. Ad esempio, archiviazione file per condivisione locale di file e archiviazione di blocchi per applicazioni ad alte prestazioni. Dall'altro lato, è possibile utilizzare l'archiviazione di oggetti per archiviare dati non strutturati come e-mail, video, file immagine, pagine Web e dati dei sensori prodotti da dispositivi Internet delle cose (IoT).
Come funziona la NAS?
I sistemi NAS combinano hardware e software con protocolli (o regole) per supportare la condivisione di file nella rete. Seguendo tali protocolli, ogni computer può perfettamente accedere ai file dai dispositivi NAS, dal momento che i file sono stati archiviati nel computer stesso.
Protocolli di comunicazione
Le reti possono eseguire diversi protocolli di trasferimento dati, ma la maggior parte delle reti hanno un protocollo internet (IP) e un protocollo di controllo trasmissioni (TCP, Transmission Control Protocol). L'IP è la parte che ottiene l'indirizzo a cui inviare i dati file. Successivamente, il TCP consegna i dati combinandoli in pacchetti e inviando i pacchetti attraverso la rete.
Protocolli di formattazione file
Le macchine in una rete di computer possono avere diversi sistemi operativi sottostanti, come Windows, Linux o Unix. Tutti desiderano accedere all'archiviazione file NAS nel loro formato originale. Perciò, i file system NAS formattano i dati prima di inviarli alla rete. I protocolli di formattazione per la distribuzione dei file includono:
Network file systems (NFS, file system di rete)
I sistemi Linux e UNIX utilizzano questo protocollo. La NFS funziona su ogni hardware, sistema operativo o architettura di rete.
Blocchi di messaggi di server (SMB, Server Message Block)
I computer Microsoft Windows utilizzano questo protocollo.
Protocollo file di Apple (AFP, Apple Filing Protocol)
È un protocollo proprietario di Apple per i dispositivi che utilizzano macOS.
In che cosa si differenziano i vari tipi di dispositivi NAS?
NAS basati su server
I server NAS sono dispositivi utilizzati per configurare l'archiviazione di file on-premise. Sono disponibili in varie dimensioni e tipi. Ad esempio, puoi acquistare unità desktop o unità server NAS montate su rack. Puoi controllarle e configurarle su una rete.
Scale up NAS
I dispositivi Scale up NAS sono costituiti da unità di archiviazione gestite da una coppia di controller. Ogni volta che è necessaria una maggiore capacità di archiviazione, si acquistano altre unità NAS. Tuttavia, i controller hanno limiti di prestazioni e capacità. Possono gestire in modo ottimale solo un numero fisso di unità. Una volta raggiunto il limite, è necessario acquistare un nuovo dispositivo per garantire la scalabilità. Ciò si traduce in due silos indipendenti di archiviazione dei file. È necessario distribuire e gestire manualmente i dati dei file tra entrambi i silos, con conseguente aumento delle spese di esercizio
Scale out NAS
I dispositivi Scale out NAS contengono gruppi di server che offrono numeri di unità logiche o condivisioni di file su una rete. Dispongono anche di controller e unità. Tuttavia, i controller possono collegare più unità fisiche per garantire che funzionino come un'unica unità logica. Il sistema si ridimensiona in modo lineare e le prestazioni aumentano man mano che si aggiunge capacità.
Quali sono le differenze tra NAS e altre architetture di rete di archiviazione?
NAS è una di varie soluzioni di archiviazione di rete.
Reti dell'area di archiviazione
Una SAN (Storage Area Network) è una rete dedicata ad alta velocità che interconnette più server a una vasta gamma di dispositivi di archiviazione. L'organizzazione utilizza la SAN per accedere, replicare e proteggere tutto lo storage a livello centrale come un'unica risorsa collettiva. SAN utilizza anche altre tecnologie, come RAID e la deduplicazione dei dati per ottimizzare la capacità e l'affidabilità dello storage.
Differenze tra NAS e SAN
Sia NAS che SAN sono sistemi di archiviazione in rete. Raggruppano la capacità di archiviazione e la condividono con i server delle applicazioni su una rete ad alta velocità. La differenza principale tra essi è il modo in cui l'utente li percepisce. Per i client, NAS funziona come un file system e SAN funziona come un sistema operativo. NAS consegna richieste di file individuali, mentre SAN gestisce richieste per blocchi di dati contigui. NAS e SAN utilizzano diversi protocolli e tecnologie sottostanti. SAN è più flessibile per gli utenti, ma può essere più costosa da impostare e gestire.
Archiviazione collegata direttamente
L'archiviazione collegata direttamente (DAS) è un tipo di archiviazione che può essere attribuita direttamente a un dispositivo server. L'esempio più comune di DAS è un disco rigido esterno connesso via cavo. Solo il server host può accedere direttamente ai dati. Altri dispositivi devono richiedere i dati dal dispositivo host.
Differenze tra NAS e DAS
Il sistema DAS è il precursore di NAS. DAS si collega direttamente ai server in modo che gli slot di espansione nel server ne limitino la scalabilità e la connettività. Le dimensioni del sistema DAS limitano anche la capacità di archiviazione e la limitano a un numero ridotto di porte o connessioni host. Non si presta quindi bene alla condivisione ed è difficile da gestire.
Quali sono le limitazioni di NAS on-premise?
La NAS è limitata dalla difficoltà di eseguire prestazioni su larga scala.
Complessità gestionale
La manutenzione dell'infrastruttura NAS on-premise può aumentare il carico operativo e drenare i budget IT per le organizzazioni con budget e risorse.
Difficile da dimensionare rapidamente
I dispositivi NAS si basano su unità disco rigido (HDD) per gestire i dati. Purtroppo, se troppi utenti inviano richieste di file allo stesso tempo, il sistema NAS può essere sovraccaricato.
Nessuna garanzia di servizio
I dispositivi NAS non possono offrire alcuna garanzia del servizio di archiviazione. Gli utenti potrebbero avere problemi di ritardi di dati, dati mancanti e perdita di dati. I dispositivi NAS non sono abbastanza affidabili da utilizzare per operazioni mission-critical.
Quali sono le limitazioni di NAS on-premise?
La NAS è limitata dalla difficoltà di eseguire prestazioni su larga scala.
Complessità gestionale
La manutenzione dell'infrastruttura NAS on-premise può aumentare il carico operativo e drenare i budget IT per le organizzazioni con budget e risorse.
Difficile da dimensionare rapidamente
I dispositivi NAS si basano su unità disco rigido (HDD) per gestire i dati. Purtroppo, se troppi utenti inviano richieste di file allo stesso tempo, il sistema NAS può essere sovraccaricato.
Nessuna garanzia di servizio
I dispositivi NAS non possono offrire alcuna garanzia del servizio di archiviazione. Gli utenti potrebbero avere problemi di ritardi di dati, dati mancanti e perdita di dati. I dispositivi NAS non sono abbastanza affidabili da utilizzare per operazioni mission-critical.
In che modo gli utenti possono superare i limiti della NAS?
È possibile superare i limiti della NAS aggiungendo più dispositivi NAS alla rete, integrandoli con il sistema SAN o sostituendo i dispositivi NAS con l'archiviazione nel cloud. Vediamo le opzioni qui sotto:
Aggiungere più dispositivi NAS
Per aumentare la capacità di archiviazione è possibile dimensionare verso l'alto od orizzontalmente l'architettura NAS. Dimensionamento verso l'alto significa utilizzare controller di archiviazione per gestire più dischi fisici sullo stesso server NAS. Dimensionamento orizzontale significa utilizzare l'interfaccia di comunicazione di un software comune chiamata API per gestire più server NAS. Con un dimensionamento orizzontale, le organizzazioni possono creare spazio per milioni di file. Tuttavia è costoso da configurare, codificare e gestire.
Archiviazione unificata
Nonostante le differenze, SAN e NAS non si escludono a vicenda. È possibile combinarle in forma di ibrido SAN-NAS, che conferisce sia protocolli a livello file che a livello blocco dallo stesso sistema. È anche possibile far funzionare NAS al di sopra di un sistema SAN per ottenere servizi di file system. È possibile trovare dispositivi con componenti ibride SAN/NAS sul mercato.
Archiviazione nel cloud
È possibile aumentare o sostituire la NAS fisica utilizzando un'archiviazione di file basata su cloud. Un gateway cloud ai margini di una rete di data center dell'azienda sposta i dati di applicazione tra archiviazione locale e il cloud pubblico. Un provider cloud gestisce e fa funzionare l'archiviazione dati come un servizio. È possibile accedere all'archiviazione on demand, con capacità e costi just-in-time, eliminando la necessità di comprare e gestire la propria infrastruttura di archiviazione dati. L'archiviazione nel cloud garantisce agilità, scalabilità a livello globale e durabilità, con accesso ai dati ovunque in ogni momento.
In che modo AWS può aiutare con le soluzioni di archiviazione?
- Amazon Elastic Block Store (Amazon EBS) offre servizi di archiviazione a blocchi completamente gestiti e basati sul cloud. È possibile spostare On-Premise i carichi di lavoro SAN sul cloud per applicazioni mission-critical. EBS archivia i dati a un costo inferiore senza compromettere le prestazioni.
- Amazon Elastic File System (Amazon EFS) è un file system semplice, serverless di tipo set-and-forget per i servizi di calcolo AWS. È possibile accedere ai file in modo sicuro e affidabile, e dimensionare o ridurre l'archiviazione in base alla richiesta.
- Amazon FSx for NetApp ONTAP fornisce un'archiviazione condivisa completamente gestita, altamente affidabile, scalabile, ad alte prestazioni e completamente gestita per carichi di lavoro Linux, Windows e MacOS.
- Amazon FSx for OpenZFS fornisce l’archiviazione di file condivisi completamente gestita basata sul file system OpenZFS, con tecnologia della famiglia di processori AWS Graviton, accessibile tramite il protocollo NFS (v3, v4, v4.1, v4.2).
- Amazon FSx per Windows File Server fornisce un'archiviazione dei file completamente gestita e condivisa integrata in Windows Server.
- Amazon Simple Storage Service (Amazon S3) è un servizio di archiviazione di oggetti che offre scalabilità, disponibilità dei dati, sicurezza e prestazioni all'avanguardia nel settore.
- Cloud privato virtuale Amazon (Amazon VPC) ti offre pieno controllo sul tuo ambiente di reti virtuali, inclusi posizionamento della risorsa, connettività e sicurezza.
- Gateway di archiviazione AWS offre applicazioni on-premise con accesso a volumi di storage sul cloud virtualmente illimitati.
- AWS Storage Services offre una gamma di servizi per archiviare, accedere, controllare e analizzare i dati.
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