Network Attached Storage - Network-attached storage

Не путать с сеть хранения данных.
Сетевое хранилище Netgear

Network Attached Storage (NAS) является файловым (в отличие от блочное хранилище ) компьютерное хранилище данных сервер подключен к компьютерная сеть предоставление доступа к данным неоднородный группа клиентов. NAS специализируется на обслуживание файлов либо по его аппаратному обеспечению, программному обеспечению или конфигурации. Часто производится как компьютерное устройство - специализированный компьютер специального назначения.[nb 1] Системы NAS - это сетевые устройства, содержащие один или несколько накопители, часто организованные в логические резервные контейнеры хранения или RAID. Сетевое хранилище снимает ответственность за обслуживание файлов с других серверов в сети. Обычно они предоставляют доступ к файлам с помощью сетевых протоколов обмена файлами, таких как NFS, SMB, или же AFP. С середины 1990-х годов устройства NAS начали набирать популярность как удобный метод обмена файлами между несколькими компьютерами. Потенциальные преимущества выделенного сетевого хранилища по сравнению с серверами общего назначения, также обслуживающими файлы, включают более быстрый доступ к данным, более простое администрирование и простую настройку.[1]

Жесткие диски, в названии которых есть «NAS», функционально аналогичны другим накопителям, но могут иметь другое микропрограммное обеспечение, устойчивость к вибрации или рассеивание мощности, чтобы сделать их более подходящими для использования в массивах RAID, которые часто используются в реализациях NAS.[2] Например, некоторые версии дисков NAS поддерживают расширение команд, позволяющее отключить расширенное восстановление после ошибок. В приложении, не использующем RAID, для жесткого диска может быть важно приложить большие усилия для успешного чтения проблемного блока хранилища, даже если это займет несколько секунд. В правильно настроенном массиве RAID единственный сбойный блок на одном диске может быть полностью восстановлен с помощью избыточности, закодированной в наборе RAID. Если диск тратит несколько секунд на выполнение обширных повторных попыток, это может привести к тому, что RAID-контроллер пометит диск как «неработающий», тогда как если бы он просто быстро ответил, что блок данных имеет ошибку контрольной суммы, RAID-контроллер будет использовать избыточные данные на другом. диски, чтобы исправить ошибку и продолжить без проблем. Такой жесткий диск SATA «NAS» можно использовать в качестве внутреннего жесткого диска ПК без каких-либо проблем или требуемых настроек, поскольку он просто поддерживает дополнительные опции и, возможно, может быть построен в соответствии с более высокими стандартами качества (особенно если он сопровождается более высокими ценами MTBF цифра и цена выше), чем у обычного потребителя.

Описание

Устройство NAS - это компьютер, подключенный к сети, который предоставляет другим устройствам в сети только услуги файлового хранения данных. Хотя технически возможно запустить другое программное обеспечение на устройстве NAS, оно обычно не предназначено для использования в качестве сервера общего назначения. Например, устройства NAS обычно не имеют клавиатуры или дисплея и управляются и настраиваются по сети, часто с помощью браузера.[3]

Полнофункциональная операционная система не требуется на устройстве NAS, поэтому часто используется урезанная операционная система. Например, FreeNAS или же NAS4Free, обе Открытый исходный код Решения NAS, разработанные для массового оборудования ПК, реализованы как урезанная версия FreeBSD.

Системы NAS содержат один или несколько жестких дисков, часто организованных в логические резервные контейнеры хранения или RAID.

NAS использует файловые протоколы, такие как NFS (популярно на UNIX систем), SMB (Блок сообщений сервера ) (используется с системами MS Windows), AFP (используется с Apple Macintosh компьютеров) или NCP (используется с OES и Novell NetWare ). Устройства NAS редко ограничивают клиентов одним протоколом.

По сравнению с DAS

Ключевое различие между хранилище с прямым подключением (DAS) и NAS заключается в том, что DAS является просто расширением существующего сервера и не обязательно является сетевым. NAS разработан как простое и автономное решение для обмена файлами по сети.

И DAS, и NAS потенциально могут повысить доступность данных, используя RAID или же кластеризация.

Когда оба обслуживаются по сети, NAS может иметь лучшую производительность, чем DAS, потому что устройство NAS может быть точно настроено для обслуживания файлов, что с меньшей вероятностью произойдет на сервере, отвечающем за другую обработку. И NAS, и DAS могут иметь разное количество кэш-память, что сильно влияет на производительность. При сравнении использования NAS с использованием локального (не подключенного к сети) DAS, производительность NAS зависит главным образом от скорости и загруженности сети.

NAS обычно не так настраиваем с точки зрения оборудования (ЦП, память, компоненты хранилища) или программного обеспечения (расширения, плагины, дополнительные протоколы) как универсальный сервер, поставляемый с DAS.

По сравнению с SAN

Визуальная дифференциация NAS vs. SAN использование в сетевой архитектуре

NAS предоставляет как хранилище, так и файловая система. Это часто противопоставляется SAN (сеть хранения данных ), который обеспечивает только блочное хранилище и оставляет проблемы с файловой системой на стороне «клиента». Протоколы SAN включают Fibre Channel, iSCSI, ATA через Ethernet (AoE) и HyperSCSI.

Один из способов в общих чертах представить разницу между NAS и SAN заключается в том, что NAS представляется клиентской ОС (операционной системе) как файловый сервер (клиент может сопоставить сетевые диски с общими ресурсами на этом сервере), тогда как диск, доступный через SAN, по-прежнему отображается в клиентской ОС как диск, видимый в утилитах управления дисками и томами (вместе с локальными дисками клиента) и доступный для форматирования с файловой системой и установленный.

Несмотря на различия, SAN и NAS не исключают друг друга и могут быть объединены в Гибрид SAN-NAS, предлагая как протоколы файлового уровня (NAS), так и протоколы блочного уровня (SAN) из одной системы. Примером этого является Openfiler, бесплатный программный продукт, работающий в системах на базе Linux. А файловая система общего диска также может быть запущен поверх SAN для предоставления услуг файловой системы.

История

В начале 1980-х годов "Ньюкасл Коннекшн " к Брайан Рэнделл и его коллеги в Ньюкаслский университет продемонстрировал и разработал удаленный доступ к файлам на множестве UNIX-машин.[4][5] Novell с NetWare операционная система сервера и NCP протокол был выпущен в 1983 году. После Newcastle Connection, Sun Microsystems '1984 год выпуска NFS разрешил сетевым серверам делиться своим дисковым пространством с сетевыми клиентами. 3Com и Microsoft разовьет LAN менеджер программное обеспечение и протокол для продвижения этого нового рынка. 3Com с 3Сервер и 3 + Поделиться программное обеспечение было первым специализированным сервером (включая проприетарное оборудование, программное обеспечение и несколько дисков) для серверов открытых систем.

Вдохновленный успехом файловые серверы от Novell, IBM, и Sun несколько фирм разработали выделенные файловые серверы. Хотя 3Com была одной из первых компаний, создавших выделенные NAS для настольных операционных систем, Системы Auspex был одним из первых, кто разработал выделенный сервер NFS для использования на рынке UNIX. Группа инженеров Auspex отделилась в начале 1990-х годов, чтобы создать интегрированный Файловый агент NetApp, который поддерживает протоколы Windows SMB и UNIX NFS и имеет превосходные масштабируемость и простота развертывания. Это запустило рынок для проприетарный Устройства NAS теперь возглавляют NetApp и EMC Celerra.

Начиная с начала 2000-х годов, появилась серия стартапов, предлагающих альтернативные решения для одиночных файловых систем в виде кластерных NAS - Spinnaker Networks (приобретено компанией NetApp в феврале 2004 г.), Exanet (приобретено Dell в феврале 2010 г.), Gluster (приобретена RedHat в 2011 году), ОНСтор (приобретена LSI в 2009 году), ИБРИКС (приобретено HP ), Isilon (приобретена EMC - ноябрь 2010 г.), PolyServe (приобретена HP в 2007 г.), и Панасас, назвать несколько.

В 2009 году поставщики NAS (особенно CTERA Networks[6][7] и Netgear ) начали вводить онлайн-резервное копирование интегрированные в их устройства NAS решения для аварийного восстановления в режиме онлайн.[8][9]

Выполнение

Способ изготовления NAS-устройств производителями можно разделить на три типа:

  1. NAS на базе компьютера - с помощью компьютера (на уровне сервера или персонального компьютера) устанавливается программный сервер FTP / SMB / AFP ... Энергопотребление этого типа NAS самое большое, но его функции самые мощные. Некоторые крупные производители NAS любят Synology, QNAP, Thecus и Asustor сделать эти типы устройств. Максимальная пропускная способность FTP зависит от ЦП компьютера и объема оперативной памяти.
  2. NAS на базе встроенной системы - с использованием архитектуры процессора на базе ARM или MIPS и операционная система реального времени (RTOS) или встроенная операционная система для запуска NAS-сервера. Энергопотребление этого типа NAS удовлетворительное, а функции NAS могут удовлетворить большинство требований конечных пользователей. Марвелл, Оксфорд, и Storlink производят чипсеты для этого типа NAS. Максимальная пропускная способность FTP варьируется от 20 МБ / с до 120 МБ / с.
  3. ASIC NAS на основе - обеспечение NAS с помощью одного чипа ASIC, с использованием оборудования для реализации TCP / IP и файловой системы. В чипе нет ОС, так как все операции, связанные с производительностью, выполняются схемами аппаратного ускорения. У этого типа NAS низкое энергопотребление, так как функции ограничиваются поддержкой только SMB и FTP. LayerWalker является единственным производителем чипсетов для такого типа NAS. Максимальная пропускная способность FTP составляет 40 МБ / с.

Использует

NAS полезен не только для общего централизованного хранилища, предоставляемого клиентским компьютерам в средах с большими объемами данных. NAS может включать более простые и недорогие системы, такие как системы балансировки нагрузки и отказоустойчивые системы электронной почты и веб-серверов, предоставляя услуги хранения. Потенциальным развивающимся рынком для NAS является потребительский рынок, на котором хранятся большие объемы мультимедийных данных. Такие приборы для потребительского рынка теперь широко доступны. В отличие от их смонтированный в стойке аналоги, они обычно имеют меньшие форм-факторы. Цена на устройства NAS резко упала в последние годы, предлагая гибкое сетевое хранилище для домашнего потребительского рынка по цене немногим больше, чем стоимость обычного USB или же FireWire внешний жесткий диск. Многие из этих бытовых устройств созданы на основе РУКА, PowerPC или же MIPS процессоры, работающие встроенный Linux Операционная система.

Примеры

Реализации серверов с открытым исходным кодом

Открытый исходный код NAS-ориентированные дистрибутивы Linux и FreeBSD доступны. Они разработаны так, чтобы их было легко установить на обычном оборудовании ПК, и обычно они настраиваются с помощью веб-браузера.

Они могут убежать от виртуальная машина, Live CD, загрузочный Флешка (Живой USB ) или с одного из подключенных жестких дисков. Они бегут Самба (ан SMB демон), NFS демон, и FTP демоны, которые бесплатно доступны для этих операционных систем.

Список сетевых протоколов, используемых для обслуживания NAS

Кластерный NAS

Основная статья: Кластерная файловая система

А кластерный NAS - это NAS, использующий распределенную файловую систему, работающую одновременно на нескольких серверах. Ключевое различие между кластеризованным и традиционным NAS - способность распространять[нужна цитата ] (например, полоса) данные и метаданные через узлы кластера или устройства хранения. Кластерный NAS, как и традиционный, по-прежнему обеспечивает унифицированный доступ к файлам с любого из узлов кластера, независимо от фактического местоположения данных.

Смотрите также

Примечания

  1. ^ В этой статье «файловый сервер» обычно используется как термин, контрастирующий с NAS, относящийся к универсальному компьютеру, используемому для обслуживания файлов.

Рекомендации

  1. ^ Левин, Рон (1 апреля 1998 г.). «Преимущества NAS: взгляд на переменные». www.infostor.com. Получено 2019-02-26.
  2. ^ seagate.com
  3. ^ «Введение в сетевое хранилище», журнал HWM, июль 2003 г. ISSN 0219-5607. Издается журналами SPH. п. 90-92
  4. ^ Браунбридж, Дэвид Р .; Маршалл, Линдси Ф .; Рэнделл, Брайан (1982). "Ньюкасл коннект" (PDF). Программное обеспечение - практика и опыт. 12: 1147–1162. Дои:10.1002 / spe.4380121206. Архивировано из оригинал (PDF) на 2016-08-16. Получено 2016-08-16.
  5. ^ Каллаган, Брент (2000). NFS проиллюстрировано. Эддисон Уэсли. ISBN  0-201-32570-5.
  6. ^ CDRLab Тест В архиве 2010-10-17 на Wayback Machine (по польски)
  7. ^ Эпоха компьютерного разнообразия. Фрэнк Э. Джиллетт. Forrester Research, 16 сентября 2010 г. Стр. 12. «CTERA C200 обеспечивает лучший подход к сетевому хранилищу (NAS) [...] со встроенным локальным резервным копированием Mac и ПК и автоматическими подключениями к онлайн-сервису резервного копирования для резервного копирования вне офиса. в случае аварии на сайте ".
  8. ^ «NETGEAR запускает первое онлайн-восстановление после сбоев в сети с подключением к NAS для потребителей и малого и среднего бизнеса» (Пресс-релиз). Рейтер. Получено 2009-10-21.
  9. ^ «CTERA Networks запускает, представляет облачное хранилище» (Пресс-релиз). Рейтер. Получено 2009-10-21.