ネットワークアタッチドストレージとは
ネットワークアタッチドストレージ (NAS) は、ファイル専用のストレージデバイスであり、従業員がネットワーク上で効果的に連携できるようにデータを継続的に利用できるようにします。すべてのコンピュータネットワークには、サーバーマシンと、サーバーにリクエストを送信するクライアントマシンが相互接続されています。NAS デバイスは、データストレージとファイル共有リクエストのみを処理する専用サーバーです。これらは、プライベートネットワークに高速で安全かつ信頼性の高いストレージサービスを提供します。
NAS デバイスが重要な理由
多くの業界の企業および中小企業が NAS ソリューションを選択しているのは、それにより効果的でスケーラブルな低コストのストレージがもたらされるからです。他のサーバーと比較して、NAS ファイルサーバーはより高速なデータアクセスを提供し、設定と管理が比較的容易です。プライベート E メールシステム、会計データベース、給与、動画の記録と編集、データログ記録、ビジネス分析など、さまざまなビジネスの用途に使えます。
NAS のいくつかの利点は次のとおりです。
組織向けのプライベートクラウドのデプロイ
プライベートクラウドは、組織独自のデータセンターからのリソースをホストするクラウドです。これは、内部ハードウェアリソース、またはサードパーティーによって提供される個別のインフラストラクチャをベースにすることができます。NAS アプライアンスを使用して、組織にプライベートクラウドストレージをデプロイできます。
中小企業向けの柔軟なローカルストレージソリューション
NAS システムは、組織の規模と要件に基づいてカスタマイズできます。低コストで低ストレージデバイスと、より高価なハイエンドデバイスの両方が市場で入手できます。
ネットワークアタッチドストレージの用途
組織は NAS ソリューションを使用して、次のような多くのタスクを実行します。
- ファイルの保存と共有
- アクティブなデータアーカイブの作成や、データのバックアップと障害復旧
- 仮想デスクトップインフラストラクチャのホスト
- ウェブベースおよびサーバー側のウェブアプリケーションのテストおよび開発
- メディアファイルとトレントのストリーミング
- 頻繁にアクセスする必要のある画像や動画の保存
- 内部印刷リポジトリの作成
例えば、あるメディア会社は毎日多くの画像を作成しているとします。しかし、ネットワークのレイテンシーのため、会社はこのデータをクラウドに継続的にストリーミングすることができません。代わりに、ハイエンドの NAS デバイスを使用して写真を保存します。すべての従業員は、会社のネットワークを介してこれらの写真にアクセスして編集できます。
NAS デバイスのコンポーネントの内容
NAS デバイスは通常、いくつかのコンポーネントで構成されています。
物理ストレージドライブ
NAS デバイスには 2〜5 個のハードドライブを搭載できるため、大容量のストレージ容量が得られます。複数の物理ドライブは、冗長ストレージコンテナ (RAID) として論理的に配置されます。RAID は、複数の物理ストレージコンポーネントを 1 つ以上の論理ユニットに結合する仮想化テクノロジーです。これは、データのバックアップとパフォーマンスの向上に役立ちます。
中央処理装置 (CPU)
NAS デバイスには、ファイルシステムを管理するためのコンピューティングインテリジェンスとパワーを提供する CPU が搭載されています。CPU はデータの読み取りと書き込みを行ってファイルを処理および提供し、複数のユーザーを管理し、必要に応じてクラウドと統合します。
オペレーティングシステム
オペレーティングシステムは、ストレージデバイスのハードウェアとそのユーザーの間のソフトウェアインターフェイスです。複雑なネットワークアタッチドストレージデバイスには独自のオペレーティングシステムが付属していますが、一部の単純なデバイスにはオペレーティングシステムがない場合もあります。
ネットワークインターフェイス
NAS ユニットは、ネットワークインターフェイスを使用してネットワークに接続します。ネットワーク接続は、イーサネットケーブルまたは Wi-Fi を使って行えます。多くの NAS デバイスには、充電用の USB ポートまたは他のデバイスを NAS デバイスに接続するための USB ポートもあります。
NAS デバイスの基本的なストレージ原理
NAS は、ファイルベースのデータ用のネットワーク接続型ストレージです。主要な保存方法には、次の 3 つがあります。
1.ファイルストレージ
ファイルストレージでは、データをファイルに保存し、ファイルをフォルダに整理して、ディレクトリとサブディレクトリの階層の下に配置できます。これは、一般的でおなじみの保存手法です。
2.ブロックストレージ
ブロックストレージは、ファイルを小さなチャンク (またはブロック) に分割し、各ブロックを一意のアドレスで個別に保存します。コンピュータは、デバイスのどこにでもブロックを保存できます。サーバーのオペレーティングシステムは、一意のアドレスを使用してブロックをファイルに再構成します。これは、階層を調べてファイルにアクセスするよりも高速です。
3.オブジェクトストレージ
オブジェクトは、階層や構造なしで保存されるデータの個別の単位です。各オブジェクトには、データ、データに関する説明情報 (メタデータ)、および一意の識別番号が含まれます。この情報を使用して、システムソフトウェアはオブジェクトを見つけてアクセスできます。
ファイル、ブロック、オブジェクトストレージの比較
各ストレージタイプは、さまざまな方法で使用できます。例えば、ローカルファイル共有用のファイルストレージや、高性能アプリケーション用のブロックストレージなどです。一方、オブジェクトストレージを使って、E メール、動画、画像ファイル、ウェブページ、モノのインターネット (IoT) によって生成されたセンサーデータなどの非構造化データを保存できます。
NAS の仕組み
NAS システムは、ハードウェアとソフトウェアをプロトコル (またはルール) と組み合わせて、ネットワーク上でのファイル共有をサポートします。プロトコルに従うことで、どのコンピュータも、ファイルがコンピュータ自体に保存されているかのように、NAS デバイスからファイルにシームレスにアクセスできます。
通信プロトコル
ネットワークは複数のデータ転送プロトコルを実行できますが、ほとんどのネットワークにはインターネットプロトコル (IP) と伝送制御プロトコル (TCP) があります。IP は、ファイルデータを送信するためのアドレスを取得する部分です。その後、TCP はデータをパケットに結合し、ネットワークを介してパケットを送信することによってデータを配信します。
ファイルフォーマットプロトコル
コンピュータネットワーク内のマシンは、Windows、Linux、Unix などのさまざまな基盤となるオペレーティングシステムを持つことができます。それらはすべて、ネイティブファイル形式で NAS ファイルストレージにアクセスしたいと考えています。したがって、NAS ファイルシステムはデータをネットワークに送信する前にフォーマットします。ファイル提供のフォーマットプロトコルには、以下が含まれます。
ネットワークファイルシステム (NFS)
Linux および UNIX システムはこのプロトコルを使用します。NFS は、任意のハードウェア、OS、またはネットワークアーキテクチャで動作します。
サーバーメッセージブロック (SMB)
Microsoft Windows マシンはこのプロトコルを使用します。
Apple ファイリングプロトコル (AFP)
これは、macOS を実行している Apple デバイス専用のプロトコルです。
NAS デバイスのタイプ
サーバーベースの NAS
NAS サーバーは、オンプレミスのファイルストレージをセットアップするために使用するデバイスです。さまざまなサイズとタイプがあります。例えば、デスクトップユニットやラックマウント型 NAS サーバーユニットを購入することができます。ネットワーク経由で制御および構成することができます。
スケールアップ NAS
スケールアップ NAS デバイスは、1 組のコントローラで管理されるストレージドライブで構成されています。より多くのストレージ容量が必要になるたびに、さらに NAS ドライブを購入します。ただし、コントローラにはパフォーマンスと容量の制限があります。それらが最適に管理できるのは、固定数のドライブだけです。制限に達すると、新しいスケールアップデバイスを購入する必要があります。この結果、ファイルストレージは 2 つの独立したサイロとなります。両方のサイロ間でファイルデータを手動で分散して管理する必要があり、オーバーヘッドが増加します。
スケールアウト NAS
スケールアウト NAS デバイスには、ネットワークで論理ユニット番号またはファイル共有を提供するサーバーグループが含まれています。また、コントローラとドライブも備えています。しかし、コントローラは、複数の物理ユニットをリンクして、それらが 1 つの論理ユニットとして機能するようにすることができます。システムはリニアにスケールでき、容量を追加すればするほどパフォーマンスは向上します。
NAS と他のストレージネットワークアーキテクチャとの比較
NAS は、ネットワークストレージソリューションの 1 つです。
ストレージエリアネットワーク
ストレージエリアネットワーク (SAN) は、複数のサーバーと膨大な種類のストレージデバイスを相互接続する専用の高速ネットワークです。組織は、SAN を使用して、すべてのストレージを単一の集合的なリソースとして集中的にアクセス、複製、および保護します。SAN はまた、RAID やデータ重複排除などの追加技術を使用して、ストレージの容量と信頼性を最適化します。
NAS とSAN
NAS と SAN はどちらもネットワーク化されたストレージシステムです。それらは、ストレージ容量をプールし、高速ネットワークを介してアプリケーションサーバーと共有します。それらの主な違いは、ユーザーがそれらをどのように認識するかということです。クライアントにとって、NAS はファイルシステムとして機能し、SAN はオペレーティングシステムとして機能します。NAS は個々のファイルリクエストを処理しますが、SAN は連続するデータブロックのリクエストを管理します。NAS と SAN も、その基盤に異なるプロトコルとテクノロジーを使用しています。SAN はユーザーにとってより柔軟性がありますが、セットアップと管理にさらにコストがかかる可能性があります。
直接接続ストレージ
直接接続ストレージ (DAS) は、1 台のサーバーデバイスに直接接続できるストレージです。DAS の最も一般的な例は、ケーブル接続された外付けハードドライブです。ホストサーバーだけがデータに直接アクセスすることができます。他のデバイスはホストデバイスからデータを要求する必要があります。
NAS とDAS
DAS は NAS の前身です。DAS はサーバーに直接取り付けるため、サーバーの拡張スロットはそのスケールと接続性の両方に制約があります。また、DAS のサイズはストレージ容量を制限し、少数のポートまたはホスト接続に制限されます。それは共有には適しておらず、管理も複雑です。
オンプレミス型 NAS の制限
NAS は、大規模なパフォーマンスを提供できないという制限があります。
管理の複雑さ
オンプレミスの NAS インフラストラクチャを維持することは、予算とリソースがある組織では運用負担を増やし、IT 予算を枯渇させる可能性があります。
迅速なスケールが困難
NAS デバイスは、データを提供するためにハードディスクドライブ (HDD) に依存しています。残念ながら、同時にファイルリクエストを送信するユーザーが多すぎると、NAS システムを圧倒する可能性があります。課題です。
サービス保証なし
NAS デバイスはストレージサービスの保証を提供できません。ユーザーは、データの遅延、データの欠落、データの損失などの問題を抱えている可能性があります。NAS デバイスは、ミッションクリティカルな業務に使用するには、必ずしも十分な信頼性があるとは言えません。
オンプレミス型 NAS の制限
NAS は、大規模なパフォーマンスを提供できないという制限があります。
管理の複雑さ
オンプレミスの NAS インフラストラクチャを維持することは、予算とリソースがある組織では運用負担を増やし、IT 予算を枯渇させる可能性があります。
迅速なスケールが困難
NAS デバイスは、データを提供するためにハードディスクドライブ (HDD) に依存しています。残念ながら、同時にファイルリクエストを送信するユーザーが多すぎると、NAS システムを圧倒する可能性があります。課題です。
サービス保証なし
NAS デバイスはストレージサービスの保証を提供できません。ユーザーは、データの遅延、データの欠落、データの損失などの問題を抱えている可能性があります。NAS デバイスは、ミッションクリティカルな業務に使用するには、必ずしも十分な信頼性があるとは言えません。
ユーザーが NAS の制限を克服する方法
NAS デバイスをネットワークに追加するか、SAN と統合するか、NAS デバイスをクラウドストレージに置き換えることで、NAS の制限を克服できます。以下、それらの選択肢を詳しく見てみましょう。
NAS デバイスをさらに追加する
ストレージ容量を増やすには、NAS アーキテクチャをスケールアップまたはスケールアウトします。スケールアップとは、ストレージコントローラーソフトウェアを使用して、同じ NAS サーバー上の複数の物理ドライブを管理することを意味します。スケールアウトとは、API と呼ばれる一般的なソフトウェア通信インターフェイスを使用して複数の NAS サーバーを管理することを意味します。スケールアウトすることで、組織は数十億のファイル用のスペースを作ることができます。ただし、設定、コーディング、および管理にはコストがかかります。
統合ストレージ
それらの違いにもかかわらず、SAN と NAS は相互に排他的ではありません。それらを組み合わせて SAN-NAS ハイブリッドを形成することで、同じシステムからファイルレベルとブロックレベルの両方のプロトコルが使えるようになります。SAN システム上で NAS を実行して、ファイルシステムサービスを享受することもできます。市場ではハイブリッド SAN/NAS コンポーネントを備えたデバイスを見つけることができます。
クラウドストレージ
クラウドベースのファイルストレージを使用して、物理 NAS を拡張または置き換えることができます。企業のデータセンターネットワークのエッジにあるクラウドゲートウェイは、ローカルストレージとパブリッククラウドの間でアプリケーションデータを移動します。クラウドプロバイダーは、データストレージをサービスとして管理および運用します。ジャストインタイムの容量とコストでオンデマンドでストレージにアクセスできるため、独自のデータストレージインフラストラクチャを購入して管理する必要がありません。クラウドストレージにより、データにアクセスできる俊敏性、グローバルスケール、耐久性が確保され、いつでもどこからでもアクセスできます。
AWS のストレージソリューションのサポート方法
- Amazon Elastic Block Store (Amazon EBS) は、クラウドベースのフルマネージド型ブロックストレージサービスを提供します。オンプレミスの SAN ワークロードを、ミッションクリティカルなアプリケーション用のクラウドに移行できます。EBS は、パフォーマンスを低下させることなく、より低コストでデータを保存します。
- Amazon Elastic File System (Amazon EFS) は、AWS コンピューティングサービス向けのシンプルでサーバーレスのセットアンドフォーゲットのファイルシステムです。安全かつ確実にファイルにアクセスし、必要に応じてストレージを拡張または縮小できます。
- Amazon FSx for NetApp ONTAP は、Linux、Windows、MacOS のワークロード向けに、高い信頼性とスケーラビリティ、パフォーマンスを備えたフルマネージドな共有ストレージを提供します。
- Amazon FSx for OpenZFS は、OpenZFS ファイルシステム上に構築され、AWS Graviton ファミリーのプロセッサを搭載し、NFS プロトコル (v3、v4、v4.1、v4.2) を介してアクセスできるフルマネージド共有ファイルストレージを提供します。
- Amazon FSx for Windows File Server は、Windows Server 上に構築されたフルマネージド共有ストレージを提供します。
- Amazon Simple Storage Service (Amazon S3) は、業界をリードするスケーラビリティ、データ可用性、セキュリティ、およびパフォーマンスを提供するオブジェクトストレージサービスです。
- Amazon Virtual Private Cloud (Amazon VPC) では、リソースの配置、接続性、セキュリティなど、仮想ネットワーク環境をフルで制御することができます。
- AWS Storage Gateway は、オンプレミスのアプリケーションに、事実上無制限のクラウドストレージへのアクセスを提供します。
- AWS Storage Services は、データを保存、アクセス、制御、分析するためのあらゆるサービスを提供します。
- 今すぐ AWS アカウントを開設して、無料のクラウドストレージをご利用ください。
