NAS（网络附加存储）在密度和性能方面的改进是针对非结构化数据工作负载的。本文介绍了NAS服务器的工作原理、它与SAN的不同之处以及IT买家对文件级存储的需求。
NAS（网络附加存储）是一种文件级存储，它连接到网络，支持跨异构客户端和服务器环境的数据访问和文件共享。
知名研究公司Gartner在给NAS的定义中称："理想情况下，NAS与平台和操作系统无关，对于任何应用而言，它就是另一台服务器，可以在不关闭网络的情况下联机，而且不需要改变其他企业服务器。"
NAS发展史：演进道路
NAS从20世纪80 年代所使用的文件服务器演变而来，为网络客户端提供文件访问服务。NAS设备通常由捆绑式软硬件和内置操作系统组成，它们通常使用SMB和NFS等基于行业标准的网络协议，用于远程文件服务和数据共享，使用TCP/IP进行数据传输。在企业环境下，NAS让 IT团队可以简化数据存储和检索，同时整合他们的服务器和存储基础设施。
企业战略集团（ESG）的高级分析师Scott Sinclair说："有了 NAS，你就有了文件系统。你构建NAS后，它看起来就像庞大的共享驱动器。你可以设置许多不同的共享驱动器。它可以充分利用主要用于Windows的SMB协议，或主要用于Linux的NFS协议，这往往是NAS的两大基于文件的协议。"
目前NAS有哪些规格？
厂商们提供了低端的紧凑型NAS设备、用于机架环境的传统NAS服务器以及可扩展到数 PB规模的高端系统。提供企业NAS产品的代表性厂商包括：Dell EMC、NetApp、Hewlett-Packard Enterprise（HPE）、IBM和Hitachi Vantara。
NAS与SAN有何不同？
NAS和SAN（存储区域网络）都是基于网络的存储解决方案。NAS通常通过标准以太网连接连与网络相连，而SAN通常使用光纤通道连接。NAS将数据作为文件来访问，而SAN在块级别存储数据。在客户端操作系统面前，NAS如同文件服务器，而SAN通常如同磁盘，作为其自己的独立的存储设备网络而存在。
NAS通常与非结构化数据（比如视频和医疗图像）相关联，而SAN与结构化工作负载（比如数据库）相关联。Sinclair说："大多数组织都在一定程度上同时部署了NAS和SAN，决策常常基于工作负载或应用系统。"
统一存储是什么？
统一存储（又叫多协议存储）源于企业的需求：不用将SAN和NAS作为两种独立的存储平台来采购，而是将统一的块和文件存储合并到一个系统中。有了统一存储，单单一个系统就能支持NFS和SMB等文件协议以及光纤通道和iSCSI块存储。业界通常认为是NetApp开发了统一存储，不过现在许多厂商都能提供多协议存储方案。
Sinclair表示，如今，大多数中型企业存储阵列往往是多协议产品。他说："你不用单独购买用于SAN存储的设备和用于NAS存储的设备，只要购买支持所有四种协议的设备就可以了：协议可能是光纤通道、iSCSI、SMB、NFS，无论你想要什么协议。同一物理存储资源可以分配给NAS或SAN。"
横向扩展NAS与纵向扩展NAS
在多协议存储趋势下，有一类例外，在这类企业环境中：非结构化数据的需求会压倒结构化数据的需求–媒体娱乐、医疗保健和石油天然气，它们是生成更多非结构化数据的行业。在这种环境下，企业关注大规模可扩展性，而且它们往往更多地依赖NAS，而不是SAN。
横向扩展NAS对于以非结构化数据需求为主的组织尤其具有吸引力。
Sinclair将传统的纵向扩展NAS比作一辆只有一个引擎的货运列车，可以根据需要牵引多节车厢。他说："引擎推动火车前进；当你需要更多的存储容量时，可以购买更多节车厢。"不过这种方法存在一个根本的挑战：在前期需要大笔的费用购买引擎，还要确定引擎的型号和相应的价格，以满足未来的容量需求。
相比之下，横向扩展NAS则让组织可以根据需要增加容量和性能。Sinclair说："横向扩展NAS更像是购买卡车车队。每台引擎都经过专门设计，仅用于牵引与其相关的存储容量，诸多卡车协同运作。如果以后我想增添更多的性能，只需添加另一个节点，同时扩展性能和容量。这样一来，我不会被前期的大宗采购捆住手脚。"
另一个对NAS环境至关重要的横向扩展功能是，能够将新的NAS设备添加到含有上一代设备的基础设施中。Sinclair说："如果架构确实很好地横向扩展，它让你可以在同一个解决方案中混合多代设备。"
反过来，纵向扩展架构需要将数据从旧设备转移到新设备。在拥有数PB存储空间的环境下，这类数据迁移要耗费大量的时间和资金。
Sinclair说："因此，这些更庞大的数据环境往往含有更多的非结构化数据，往往与NAS更密切相关，常常基于能支持多代设备的横向扩展架构。"
企业级NAS有何新亮点？
NAS厂商们不断添加功能以提高可扩展性、可管理性和效率。在性能方面，闪存正在对企业级NAS产生影响。除了全闪存NAS硬件外，厂商们还提供结合旋转磁盘与闪存驱动器的混合NAS阵列。
在企业存储领域，迄今为止，闪存在SAN环境取得了更大的进展，原因是相比大规模非结构化NAS部署环境，SAN中的结构化数据工作负载往往更小、更容易迁移。闪存在同时影响SAN环境和NAS环境，"但它最初用在SAN端，后来逐渐用在NAS端，"Sinclair说。"话虽如此，随着某些工作负载的兴起，比如机器学习和人工智能，企业希望在性能非常高的前提下访问大量数据，因此我们看到企业对大规模全闪存文件系统产生了兴趣。"
这个市场仍处于早期阶段。IDC公司的《2020年IT基础设施调查》发现，44%的受访者在全闪存阵列上运行的应用程序和工作负载不到40%，但IDC预计这个数字会增长。
一个可能更重要的趋势是软件定义的NAS系统大行其道，这种系统将数据存储在云端：公共云、私有云或混合云，具体取决于用户的需求。
Kompromise总裁兼首席运营官Krishna Subramanian说："数据密集型组织都在率先向云NAS迁移，比如医疗保健及生命科学公司、制药及基因组学公司、大学、媒体娱乐以及技术制造业。基于云的NAS使用基于文件的存储，而不是云数据经常使用的对象存储，这导致成本要高得多，但在许多场合下，总体成本仍低于本地NAS部署环境。"
Subramanian说："如果你需要为经常访问的文件提供云NAS的性能，管理数据生命周期就很重要。冷文件应完全转移出去，在文件层面进行透明分层，从云NAS转移到较便宜但有弹性的云对象存储系统，比如AWS S3、Glacier或Azure Blob，以最大限度地节省存储、数据恢复和备份等方面的成本。"
消费级NAS是什么东东？
消费级NAS面向需要集中式存储系统的家庭用户，以便多个用户可以从PC和移动设备访问文件，无需直接插入驱动器。消费级NAS可用作文件服务器、打印服务器、备份系统和媒体服务器。
在不久的将来，这部分低端市场将迎来增长：最近的一项市场研究发现，从2021年到2027年，消费级和中小企业NAS市场将每年增长7.6%。提供消费级NAS产品的代表性厂商包括：Asustor、Buffalo、QNAP、Synology和西部数据。
作者：Ann Bednarz是《Network World》的资深编辑，负责面向企业IT专业人士的专题文章的撰稿、选题和编辑。Josh Fruhlinger是《Network World》的撰稿人兼编辑。
原文网址：https://www.networkworld.com/article/
3256207/what-is-nas-network-attached-storage-and-how-does-it-work.html
编译：沈建苗
微信排版：牛可歆
排版审核：刘 沙
