Hálózati adattároló - Network-attached storage

Nem tévesztendő össze a tárolóhálózattal .
5 lapos NAS szerver

A hálózathoz csatolt tároló ( NAS ) egy fájlszintű (a blokk szintű tárolóval szemben ) számítógépes adattároló szerver, amely számítógépes hálózathoz van csatlakoztatva, és hozzáférést biztosít az ügyfelek heterogén csoportjához. A NAS a hardverek, szoftverek vagy konfiguráció alapján a fájlok kiszolgálására specializálódott . Gyakran számítógépes készülékként gyártják-erre  a célra készített speciális számítógép. A NAS rendszerek hálózati eszközök, amelyek egy vagy több tárolómeghajtót tartalmaznak , gyakran logikai , redundáns tárolóedényekbe vagy RAID -be rendezve . A hálózathoz csatlakoztatott tároló megszünteti a fájlok kiszolgálásának felelősségét a hálózat többi kiszolgálójáról. Általában hálózati fájlmegosztási protokollok, például NFS , SMB vagy AFP használatával biztosítanak hozzáférést a fájlokhoz . A kilencvenes évek közepétől kezdve a NAS-eszközök egyre népszerűbbek lettek, mint a kényelmes fájlmegosztási módszer több számítógép között. A dedikált, hálózathoz csatlakoztatott tároló potenciális előnyei a fájlokat kiszolgáló általános célú kiszolgálókhoz képest a gyorsabb adathozzáférés, a könnyebb adminisztráció és az egyszerű konfiguráció.

A "NAS" nevű merevlemez -meghajtók funkcionálisan hasonlóak a többi meghajtóhoz, de eltérő firmware -rel, rezgéstűréssel vagy energiaveszteséggel rendelkezhetnek, hogy alkalmasabbak legyenek a NAS -implementációkban gyakran használt RAID -tömbökben való használatra. Például a meghajtók egyes NAS -verziói támogatják a parancsbővítményt, amely lehetővé teszi a kiterjesztett hibaelhárítást. Nem RAID alkalmazásban fontos lehet, hogy a lemezmeghajtó nagy erőfeszítéseket tesz a problémás tárolóblokk sikeres elolvasásához, még akkor is, ha több másodpercig tart. Egy megfelelően konfigurált RAID tömb esetén egyetlen hibás blokk egyetlen meghajtón teljesen helyreállítható a RAID készletben kódolt redundancia révén. Ha egy meghajtó több másodpercet tölt el kiterjedt újbóli próbálkozások végrehajtásával, előfordulhat, hogy a RAID -vezérlő "le" jelzi a meghajtót, míg ha egyszerűen azonnal válaszol, hogy az adatblokk ellenőrző összegű hibát tartalmaz, a RAID -vezérlő a redundáns adatokat használja a másik hajt, hogy kijavítsa a hibát, és minden probléma nélkül folytathassa. Az ilyen "NAS" SATA merevlemez -meghajtó problémamentes vagy kiigazítás nélkül használható belső PC -merevlemezként, mivel egyszerűen támogatja a további opciókat, és esetleg magasabb minőségi szabványnak megfelelően készülhet (különösen, ha magasabb árajánlat kíséri MTBF szám és magasabb ár), mint a rendszeres fogyasztói meghajtó.

Leírás

A NAS egység olyan hálózathoz csatlakoztatott számítógép, amely csak fájl alapú adattárolási szolgáltatásokat nyújt a hálózat többi eszközének. Bár technikailag lehetséges más szoftverek futtatása a NAS-egységen, általában nem általános célú szervernek tervezték. Például a NAS egységek általában nem rendelkeznek billentyűzettel vagy kijelzővel, és a hálózaton keresztül vezérlik és konfigurálják őket, gyakran böngészővel.

A NAS-eszközökön nincs szükség teljes értékű operációs rendszerre, ezért gyakran lecsupaszított operációs rendszert használnak. Például a FreeNAS vagy a NAS4Free , mindkettő nyílt forráskódú NAS megoldás, amelyet áru PC hardverhez terveztek, a FreeBSD lecsupaszított verziójaként valósul meg .

A NAS rendszerek egy vagy több merevlemez -meghajtót tartalmaznak, gyakran logikai, redundáns tárolóedényekbe vagy RAID -be rendezve .

A NAS olyan fájl alapú protokollokat használ, mint az NFS (népszerű a UNIX rendszereken), az SMB ( Server Message Block ) (az MS Windows rendszereknél használatos), az AFP (az Apple Macintosh számítógépekkel használható) vagy az NCP (az OES és a Novell NetWare esetén ). A NAS egységek ritkán korlátozzák az ügyfeleket egyetlen protokollra.

A DAS -szal szemben

A fő különbség a közvetlen csatolású tároló (DAS) és a NAS között az, hogy a DAS egyszerűen egy meglévő szerver kiterjesztése, és nem feltétlenül hálózatos. Ahogy a neve is sugallja, a DAS rendszerint USB- vagy Thunderbolt -kompatibilis kábellel csatlakozik. A NAS egyszerű és önálló megoldás a fájlok hálózaton keresztüli megosztására.

Mind a DAS, mind a NAS potenciálisan növelheti az adatok elérhetőségét RAID vagy klaszterezés használatával .

Ha mindkettőt kiszolgálják a hálózaton, a NAS jobb teljesítményt nyújthat, mint a DAS, mivel a NAS -eszköz pontosan a fájlok kiszolgálására hangolható, ami kevésbé valószínű, hogy más feldolgozásért felelős szerveren történik. Mind a NAS, mind a DAS különböző mennyiségű gyorsítótárat tartalmazhat , ami nagyban befolyásolja a teljesítményt. Ha összehasonlítjuk a NAS használatát a helyi (nem hálózatos) DAS használatával, akkor a NAS teljesítménye elsősorban a hálózat sebességétől és torlódásától függ. Az új WiFi szabványok (például a WiFi6) bevezetésével a hálózati sebesség és drámaian megnő, hogy jobb teljesítményt biztosítson NAS használata esetén.

A NAS általában nem annyira testreszabható hardver (CPU, memória, tároló komponensek) vagy alacsony szintű szoftver (bővítmények, beépülő modulok , további protokollok) tekintetében, de a legtöbb NAS megoldás magában foglalja a szoftveralkalmazások széles skálájának telepítését, a rendszer jobb konfigurálása érdekében, vagy más, a tárhelyen kívüli képességek (pl. videó megfigyelés, virtualizáció, média stb.) A DAS általában kizárólag az adattárolásra összpontosít, de a képességek rendelkezésre állhatnak az adott szállítói lehetőségek alapján.

A SAN -nal szemben

A NAS és a SAN használat vizuális megkülönböztetése a hálózati architektúrában

A NAS tárolót és fájlrendszert is biztosít . Ez gyakran ellentétben áll a SAN-nal ( storage area network ), amely csak blokkalapú tárolást biztosít, és a fájlrendszerrel kapcsolatos aggályokat az "ügyfél" oldalon hagyja. A SAN protokollok közé tartozik a Fibre Channel , az iSCSI , az ATA over Ethernet (AoE) és a HyperSCSI .

A NAS és a SAN közötti különbség laza felfogásának egyik módja az, hogy a NAS fájlrendszerként jelenik meg a kliens operációs rendszer (operációs rendszer) számára (az ügyfél leképezheti a hálózati meghajtókat az adott kiszolgálón lévő megosztásokra), míg a SAN -on keresztül elérhető lemez továbbra is lemezként jelenik meg az ügyfél operációs rendszerében, amely látható a lemez- és kötetkezelő segédprogramokban (az ügyfél helyi lemezeivel együtt), és fájlrendszerrel formázható és csatlakoztatható .

Különbségeik ellenére a SAN és a NAS nem zárják ki egymást, és SAN-NAS hibridként kombinálhatók , és fájlszintű protokollokat (NAS) és blokkszintű protokollokat (SAN) kínálnak ugyanabból a rendszerből. Példa erre az Openfiler , egy ingyenes szoftver, amely Linux-alapú rendszereken fut. A megosztott lemez fájlrendszer SAN tetején is futtatható a fájlrendszeri szolgáltatások biztosítása érdekében.

Történelem

A nyolcvanas évek elején Brian Randell és a Newcastle Egyetem munkatársai által készített " Newcastle Connection " bemutatta és kifejlesztette a UNIX gépek távoli fájlhozzáférését. Novell „s NetWare operációs rendszer és az NCP protokollt adták 1983-ban követően Newcastle Connection, a Sun Microsystems ” 1984 megjelenése NFS engedélyezett hálózati szerverek, hogy osszák meg tárhelyet hálózati ügyfelek. A 3Com és a Microsoft kifejlesztik a LAN Manager szoftvert és protokollt az új piac továbbfejlesztése érdekében. 3Com „s 3Server és 3 + Share szoftver volt az első célra épített szerver (beleértve a saját hardver, szoftver és több lemezen) a nyílt rendszerek szervereket.

A Novell, az IBM és a Sun fájlszervereinek sikerétől inspirálva több cég kifejlesztett dedikált fájlszervereket. Míg a 3Com az első cégek között épített dedikált NAS -t asztali operációs rendszerekhez, az Auspex Systems az elsők között fejlesztett ki egy dedikált NFS szervert a UNIX piacon. Az Auspex mérnökeinek egy csoportja a kilencvenes évek elején elvált, és létrehozta az integrált NetApp fájlrendezőt , amely támogatja a Windows SMB és a UNIX NFS protokollokat, és kiváló skálázhatóságot és könnyű telepítést biztosít. Ez elindította a saját NAS -eszközök piacát, amelyeket most NetApp és EMC Celerra vezet.

A 2000 -es évek elejétől induló vállalkozások sora jelent meg, amelyek alternatív megoldásokat kínálnak egyetlen fájlkezelő megoldásokhoz csoportosított NAS formájában - Spinnaker Networks (a NetApp vásárolta meg 2004 februárjában), Exanet (a Dell 2010 februárjában vásárolta meg ), Gluster (megvásárolta A RedHat 2011 -ben), az ONStor (az LSI 2009 -ben szerezte meg ), az IBRIX (a HP megvásárolta ), az Isilon (az EMC megvásárolta - 2010. november ), a PolyServe (a HP 2007 -ben vásárolta meg ) és a Panasas .

2009 -ben a NAS -gyártók (különösen a CTERA Networks és a Netgear ) elkezdték bevezetni a NAS -eszközeikbe integrált online biztonsági mentési megoldásokat az online katasztrófa -helyreállítás érdekében.

2021-ig a NAS-megoldások három fő típusát kínálják (mindegyik hibrid felhőmodellekkel, ahol az adatok tárolhatók a helyszínen a NAS-on és a helyszínen kívül egy külön NAS-on vagy egy nyilvános felhőszolgáltatón keresztül). Az első típusú NAS a fogyasztói igényekre összpontosít, alacsonyabb költségű opciókkal, amelyek jellemzően 1–5 gyorsdugós merevlemezt támogatnak. A második a kis- és középvállalkozásokra összpontosít-ezek a NAS-megoldások 2-24+ közötti merevlemez-tartományban vannak, és általában torony- vagy rack-szerelésű formákban kínálják őket. Az árak nagymértékben változhatnak a processzortól, az összetevőktől és a támogatott szolgáltatásoktól függően. Az utolsó típus vállalatokra vagy nagyvállalatokra irányul, és fejlettebb szoftveres képességekkel kínálják. A NAS -megoldásokat általában merevlemez -meghajtók nélkül értékesítik, hogy a vevő (vagy informatikai részlegek) kiválaszthassák a merevlemez -meghajtó költségeit, méretét és minőségét.

Végrehajtás

A NAS -eszközök gyártói háromféleképpen oszthatók fel:

  1. Számítógép-alapú NAS-Ha számítógépet (szerver vagy személyi számítógép) használ, jellemzően Intel vagy AMD processzorokkal, telepíti az FTP/SMB/AFP ... szoftverszervert. Ennek a NAS -típusnak az energiafogyasztása a legnagyobb, de funkciói a legerősebbek. Néhány nagy NAS -gyártó , például a Synology , a QNAP és az Asustor gyárt ilyen típusú eszközöket. A maximális FTP átviteli sebesség a számítógép processzorától és a RAM mennyiségétől függően változik.
  2. Beágyazott rendszer alapú NAS-ARM- vagy MIPS-alapú processzor-architektúra és valós idejű operációs rendszer (RTOS) vagy beágyazott operációs rendszer használata NAS-kiszolgáló futtatásához. Ennek a NAS típusnak az energiafogyasztása tisztességes, és a NAS funkciói megfelelnek a legtöbb végfelhasználói igénynek. A Marvell , Oxford és Storlink lapkakészleteket készít az ilyen típusú NAS -okhoz. A maximális FTP átviteli sebesség 20 MB/s és 120 MB/s között változik.
  3. ASIC alapú NAS -A NAS kiépítése egyetlen ASIC chip használatával, hardver segítségével a TCP/IP és fájlrendszer megvalósításához. A chipben nincs operációs rendszer, mivel a teljesítménnyel kapcsolatos összes műveletet hardveres gyorsító áramkörök végzik. Az ilyen típusú NAS energiafogyasztása alacsony, mivel a funkciók csak az SMB és az FTP támogatására korlátozódnak. A LayerWalker az egyetlen chipsetgyártó az ilyen típusú NAS -okhoz . A maximális FTP átviteli sebesség 40 MB/s.

Felhasználások

A NAS nem csak az általános központosított tárolásnál hasznos, hanem nagy mennyiségű adatot tartalmazó környezetben is biztosított az ügyfélszámítógépek számára. A NAS lehetővé teszi az egyszerűbb és alacsonyabb költségű rendszereket, például a terheléselosztást és a hibatűrő e-mail és webszerver rendszereket tárolási szolgáltatások nyújtásával. A NAS potenciálisan feltörekvő piaca a fogyasztói piac, ahol nagy mennyiségű multimédiás adat található. Az ilyen fogyasztói piaci készülékek ma már széles körben elérhetők. A rackre szerelt társaikkal ellentétben általában kisebb formájú csomagolásban vannak. A NAS készülékek ára meredeken csökkent az elmúlt években, rugalmas hálózati alapú tárolást kínálva az otthoni fogyasztói piacnak alig többért, mint egy normál USB vagy FireWire külső merevlemez költsége . Ezen otthoni fogyasztói eszközök nagy része beágyazott Linux operációs rendszert futtató ARM , x86 vagy MIPS processzorok köré épül .

Példák

Nyílt forráskódú szerver megvalósítások

A Linux és a FreeBSD nyílt forráskódú NAS-orientált disztribúciói állnak rendelkezésre. Ezeket úgy tervezték, hogy könnyen beállíthatók legyenek az árucikkek PC -hardverein, és általában webböngészővel konfigurálhatók.

Futtathatók virtuális gépről , Live CD -ről , indítható USB flash meghajtóról ( Live USB ) vagy az egyik csatlakoztatott merevlemezről. Futtatnak Samba -t ( SMB -démon), NFS -démonot és FTP -démonokat, amelyek szabadon hozzáférhetők ezekhez az operációs rendszerekhez.

Az ilyen típusú rendszerek néhány ismert NAS -disztribúciót tartalmaznak, mint például a FreeNAS vagy az OpenMediaVault, vagy a felhasználói implementációkat .

Hálózathoz csatolt biztonságos lemezek

A hálózathoz csatolt biztonságos lemezek (NASD) a Carnegie Mellon Egyetem 1997-2001-es kutatási projektje , amelynek célja a költséghatékony skálázható tárolási sávszélesség biztosítása . NASD csökkenti a rezsi a fájl szerver (file manager), lehetővé téve tárolóeszközök át az adatokat közvetlenül az ügyfelek . A fájlkezelő munkájának nagy része a tárolólemezre kerül, anélkül, hogy a fájlrendszer házirendjét a lemezbe integrálná. A legtöbb ügyfélművelet, például az Olvasás/Írás közvetlenül a lemezekre megy; ritkább műveletek, mint például a hitelesítés, a fájlkezelőhöz mennek. A lemezek rögzített méretű blokkok helyett változó hosszúságú objektumokat továbbítanak az ügyfeleknek. A Fájlkezelő korlátozott ideig tárolható kapacitást biztosít az ügyfelek számára a tárolóobjektumok eléréséhez. A kliensből a lemezekhez való fájlhozzáférés a következő sorrendben történik:

  1. Az ügyfél hitelesíti magát a fájlkezelővel, és kéri a fájlhozzáférést.
  2. Ha az ügyfél hozzáférést kaphat a kért fájlhoz, az ügyfél megkapja a NASD -lemezek hálózati helyét és azok képességeit.
  3. Ha az ügyfél először fér hozzá a lemezhez, akkor egy korlátozott ideig kap kulcsot a lemezhez való biztonságos kommunikáció létrehozásához.
  4. A fájlkezelő független csatornán keresztül tájékoztatja a megfelelő lemezt.
  5. Mostantól az ügyfél közvetlenül hozzáfér a NASD -lemezekhez azáltal, hogy megadja a kapott képességet, és a további adatátvitel a hálózaton keresztül történik, megkerülve a fájlkezelőt.

A NAS kiszolgálásához használt hálózati protokollok listája

Fürtözött NAS

Fő cikk: Fürtözött fájlrendszer

A fürtözött NAS olyan NAS, amely egyszerre több szerveren futó elosztott fájlrendszert használ. A klaszteres és a hagyományos NAS közötti legfontosabb különbség az, hogy képes (pl. Csíkos) adatokat és metaadatokat elosztani a fürtcsomópontok vagy tárolóeszközök között. A fürtözött NAS, akárcsak a hagyományos, továbbra is egységes hozzáférést biztosít a fájlokhoz bármely fürtcsomópontból, amely nem függ az adatok tényleges helyétől.

Lásd még

Megjegyzések

Hivatkozások

További irodalom