Что такое Network-Attached Storage?

Network-attached storage (NAS) – это файловое хранилище, которое обеспечивает непрерывный доступ к данным для сотрудников с целью эффективной совместной работы по сети. Любая компьютерная сеть имеет взаимосвязанные серверные машины и клиентские машины, которые отправляют запросы на серверы. Устройства NAS – это специальные серверы, которые обрабатывают только запросы на хранение данных и обмен файлами. Они предоставляют быстрые, безопасные и надежные услуги хранения для частных сетей.

Почему устройства NAS важны?

Крупные и малые предприятия во многих отраслях выбирают решения NAS, поскольку они предлагают эффективное, масштабируемое и недорогое хранилище. По сравнению с другими серверами файловые серверы NAS обеспечивают более быстрый доступ к данным, являются более простыми в настройке и управлении. Такие серверы могут поддерживать различные бизнес-приложения, включая частные системы электронной почты, бухгалтерские базы данных, платежные ведомости, запись и редактирование видео, регистрацию данных и бизнес-аналитику.

Описание некоторых преимуществ NAS см. ниже.

Развертывание частного облака для организаций

Частное облако – это облако, в котором размещаются ресурсы из собственного центра обработки данных организации. Такое облако может быть основано на внутренних аппаратных ресурсах или отдельной инфраструктуре, предоставленной третьей стороной. Вы можете использовать устройства NAS для развертывания частного облачного хранилища в организации.

Гибкие решения для локального хранения данных для малого бизнеса

Системы NAS можно настраивать в зависимости от размера и требований организации. На рынке доступны как недорогие устройства с меньшим объемом памяти, так и более дорогие устройства высокого класса.

Для чего используется NAS?

Организации используют решения NAS для выполнения ряда задач, включая:

  • хранение файлов и совместная работа над ними;
  • создание активных архивов данных или для резервного копирования данных и аварийного восстановления;
  • размещение инфраструктуры виртуальных рабочих столов;
  • тестирование и разработка веб-приложений и веб-приложений на стороне сервера;
  • потоковые медиафайлы и торренты;
  • хранение изображений и видео, которые требуют частого доступа;
  • создание внутреннего репозитория печати.

Например, медиакомпания каждый день создает множество изображений. Однако компания не может постоянно передавать эти данные в облако из-за задержки в сети. Вместо этого организация использует высокопроизводительное устройство NAS для хранения фотографий. Любой сотрудник может получить доступ к этим фотографиям и редактировать их через сеть компании.

Из каких компонентов состоит устройство NAS?

Устройства NAS обычно состоят из нескольких компонентов, которые указаны ниже.

Физические накопители

Устройства NAS могут содержать от двух до пяти жестких дисков, что обеспечивает большую емкость хранилища. Несколько физических дисков логически организованы в виде избыточный массив независимых дисков (redundant storage containers, RAID). RAID – это технология виртуализации, которая объединяет несколько физических компонентов хранилища в один или несколько логических блоков. Такая технология помогает создавать резервные копии данных и повышать производительность.

Центральный процессор (ЦП)

Устройства NAS имеют ЦП, обеспечивающий вычислительный интеллект и мощность для управления файловой системой. ЦП считывает и записывает данные для обработки и обслуживания файлов, управления несколькими пользователями и при необходимости интеграции с облаком.

Операционная система

Операционная система – это программный интерфейс между аппаратным обеспечением устройства хранения и его пользователем. Хотя сложные сетевые устройства хранения данных поставляются со своими собственными операционными системами, некоторые более простые устройства могут их не иметь.

Сетевой интерфейс

Устройство NAS подключается к сети с помощью сетевого интерфейса. Сетевое соединение может быть кабелем Ethernet или Wi-Fi. Многие устройства NAS также имеют порты USB для зарядки или подключения других устройств к устройству NAS.

Каков основной принцип хранения устройств NAS?

NAS – это файловая система хранения. Существует три основных типа хранилищ. Описание см. ниже.

Файловое хранилище

В файловом хранилище вы можете хранить данные в файлах, организовывать файлы в папки и размещать их в иерархии каталогов и подкаталогов. Это популярный и известный тип хранилища.

Блочное хранилище

В блочном хранилище файл разбит на более мелкие фрагменты (или блоки), при этом каждый блок хранится отдельно под уникальным адресом. Компьютер может хранить блоки в любой области устройства. Операционная система сервера использует уникальный адрес для повторной сборки блоков в файл. Это быстрее, чем просматривать иерархии для доступа к файлу.

Объектное хранилище

Объекты – это дискретные единицы данных, которые хранятся без иерархии или структуры. Каждый объект включает в себя данные, описательную информацию о данных (метаданные) и уникальный идентификационный номер. Используя эту информацию, системное ПО может найти и получить доступ к объекту.

Файловое, блочное и объектное хранилище

Каждый тип хранилища можно использовать по-разному. Например, файловое хранилище для локального обмена файлами и блочное хранилище для высокопроизводительных приложений. С другой стороны, вы можете использовать хранилище объектов для хранения неструктурированных данных, таких как электронная почта, видео, файлы изображений, веб-страницы и данные датчиков, созданные Интернетом вещей (Internet of Things, IoT).

Как работает NAS?

Системы NAS сочетают аппаратное и программное обеспечение с протоколами (или правилами) для поддержки обмена файлами по сети. Следуя этим протоколам, любой компьютер может беспрепятственно получать доступ к файлам с устройства NAS, как если бы файлы хранились на самом компьютере.

Протоколы передачи данных

В сетях может работать несколько протоколов передачи данных, но в большинстве сетей используется интернет-протокол (internet protocol, IP) и протокол управления передачей (transmission control protocol, TCP). IP – это часть, которая получает адрес для отправки данных файла. После этого TCP доставляет данные, объединяя их в пакеты и отправляя пакеты по сети.

Протоколы форматирования файлов

Машины в компьютерной сети могут иметь разные базовые операционные системы, такие как Windows, Linux или Unix. Все ОС стремятся получать доступ к файловому хранилищу NAS в своем родном файловом формате. Поэтому файловые системы NAS форматируют данные перед отправкой в сеть. Протоколы форматирования для обслуживания файлов включают указанные ниже компоненты.

Network file systems (NFS)

Этот протокол используют системы Linux и UNIX. NFS работает на любом оборудовании, ОС или сетевой архитектуре.

Server message blocks (SMB)

Этот протокол используют машины на базе Microsoft Windows.

Apple filing protocol (AFP)

Это проприетарный протокол для устройств Apple под управлением macOS.

Какие типы устройств NAS существую?

Поставщики систем NAS предлагают описанный ниже ассортимент устройств.

NAS на базе компьютера

Некоторые устройства NAS представляют собой специально созданные компьютеры с процессорами и операционными системами. Хотя технически возможно запустить другое программное обеспечение на устройстве NAS, NAS на базе компьютера не предназначена для использования в качестве сервера общего назначения. Например, устройства NAS обычно не имеют клавиатуры или дисплея и управляются и настраиваются по сети.

NAS со встроенной системой

На устройстве NAS не требуется полнофункциональная операционная система, поэтому некоторые поставщики NAS встраивают упрощенную операционную систему непосредственно в оборудование.

NAS с интегрированным чипом

Устройство NAS самого низкого уровня использует встроенный микропроцессор. Такое устройство управляет функциями файлового сервера прямо в чипе, без операционной системы. Такие устройства NAS менее распространены.

Чем NAS отличается от других архитектур сетей хранения данных?

NAS – одна из трех основных архитектур хранения. Два других – это сети хранения данных (storage area networks, SAN) и хранилище с прямым подключением (direct-attached storage, DAS).

SAN

SAN предоставляет блочное хранилище для сетевых устройств. Каждый блок отформатирован с использованием разных протоколов. Например, один блок можно отформатировать для NFS, а другой – для AFP.

NAS и SAN

Основное различие между NAS и SAN заключается в том, как клиентские машины видят устройство хранения. Для клиентов NAS работает как файловая система, а SAN – как операционная система. Система NAS обрабатывает запросы на отдельные файлы, а SAN управляет запросами на непрерывные блоки данных. Системы NAS и SAN также используют разные базовые протоколы и технологии.

Система SAN более гибка для пользователей, но ее настройка и управление могут стоить дороже.

DAS

DAS – это хранилище, которое можно напрямую подключить к одному компьютеру. Наиболее распространенным примером DAS является внешний жесткий диск, подключенный с помощью кабеля. Чтобы другой компьютер мог получить доступ к файлам на этом диске, необходимо отсоединить кабель от исходного компьютера и подключить к новому.

NAS и DAS

DAS – предшественник NAS. Система DAS работает лучше, чем NAS, особенно для программ, требующих больше вычислений. Однако за счет прямого подключения система плохо поддается совместному использованию и сложна в управлении.

Какие ограничения актуальны для NAS?

Система NAS ограничена неспособностью обеспечить производительность в масштабе.

Сложности масштабирования

Сетевое хранилище использует жесткие диски (hard disk drives, HDD) для хранения данных. К сожалению, если слишком много пользователей одновременно отправляют запросы на файлы, это может привести к перегрузке системы NAS.

Отсутствие гарантии обслуживания

Система NAS не может гарантировать никаких услуг хранения. У пользователей могут возникнуть такие проблемы, как задержка данных, отсутствие данных и потеря данных. Система NAS недостаточно надежна для критически важных операций.

Как пользователи могут преодолеть ограничения NAS?

Преодолеть ограничения NAS можно, добавив в сеть больше устройств NAS, интегрировавшись с SAN или заменив устройства NAS облачным хранилищем. Подробное описание опций см. ниже.

Добавление большего количества NAS

Чтобы увеличить емкость хранилища, вы можете масштабировать архитектуру NAS вертикально или горизонтально. Вертикальное масштабирование означает использование ПО контроллера хранилища для управления несколькими физическими дисками на одном сервере NAS. Горизонтальное масштабирование означает использование общего программного коммуникационного интерфейса, называемого API, для управления несколькими серверами NAS. Благодаря горизонтальному масштабированию организации могут освободить место для миллиардов файлов. Однако настройка, кодирование и управление обходятся дорого.

Единое хранилище

Несмотря на различия, SAN и NAS не исключают друг друга. Системы SAN-NAS можно комбинировать для создания гибрида, который предоставит протоколы на уровне файлов и на уровне блоков из одной и той же системы. Кроме того, можно запустить NAS поверх системы SAN, чтобы получить службы файловой системы. На рынке можно найти устройства с гибридными компонентами SAN и NAS.

Облачное хранилище

Вы можете дополнить или заменить физический NAS, используя облачное хранилище файлов. Облачный шлюз на границе сети центра обработки данных компании перемещает данные приложений между локальным хранилищем и общедоступным облаком. Облачный провайдер управляет хранилищем данных как услугой.

Преимущества облачного хранилища

Вы можете получить доступ к хранилищу по требованию со своевременной емкостью и затратами, устраняя необходимость покупать и управлять собственной инфраструктурой хранения данных. Облачное хранилище обеспечивает гибкость, глобальное масштабирование и надежность при доступе к данным в любое время и в любом месте.

Какую помощь может оказать AWS в отношении хранилищ?

  • AWS Storage Services – полный спектр услуг для хранения, доступа, контроля и анализа данных.
  • Amazon Elastic File System – это простая бессерверная файловая система, не требующая постоянного контроля, для вычислительных сервисов AWS. Вы можете безопасно и надежно получать доступ к файлам, а также масштабировать или уменьшать хранилище по мере необходимости.
  • Amazon Elastic Block Store (EBS) – это облачные, полностью управляемые услуги блочного хранения. Вы можете перенести локальные рабочие нагрузки SAN в облако для критически важных приложений. Сервис EBS хранит данные с меньшими затратами без ущерба для производительности.
  • Amazon Simple Storage Service (Amazon S3) – это сервис хранения объектов, предлагающий лучшие в отрасли показатели производительности, масштабируемости, доступности и безопасности данных.

Получите доступ к бесплатному облачному хранилищу, зарегистрировав аккаунт AWS, уже сегодня!

Хранилище AWS: следующие шаги

Standard Product Icons (Features) Squid Ink
Дополнительные ресурсы по продукту
Подробнее о сервисах хранилищ AWS 
Sign up for a free account
Зарегистрируйте бесплатный аккаунт

Получите мгновенный доступ к уровню бесплатного пользования AWS.

Регистрация 
Standard Product Icons (Start Building) Squid Ink
Начать разработку в консоли

Начните разработку с использованием AWS в консоли управления AWS.

Вход