NAS存储是什么?网络附加存储的工作原理讲解

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  • 2021-09-23 16:28:51

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。

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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。"

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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。"

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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

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