网络附加存储 (NAS)
了解允许多个用户通过 Wifi 或以太网电缆在 TCP/IP 网络上存储和共享文件的网络附加存储 (NAS)。
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什么是 NAS?

网络直连存储 (NAS) 是指集中式文件服务器允许多个用户经 Wi-Fi 或以太网电缆通过 TCP/IP 网络来存储和共享文件。

NAS 通常也称为 NAS 盒子、NAS 单元、NAS 服务器或 NAS 机头。此类设备的运行依赖于一些组件,例如硬盘驱动器、网络协议和轻量级操作系统 (OS)。

  • 硬盘驱动器 (HDD):HDD 为 NAS 设备提供了存储容量,同时也提供了一种简单的扩展方式。需要更多数据存储时,可以添加额外的硬盘来满足系统需求,因此得名“横向扩展”NAS。更加现代化的系统将闪存存储与 HDD 结合使用或作为独立配置使用。NAS 设备的用例通常决定了所使用的 HDD 类型。例如,相较于单个居家用户使用的文件系统,在整个组织内共享大型媒体文件(例如流式传输视频)需要占用更多资源。

  • 网络协议:TCP/IP 协议——即,传输控制协议 (TCP) 和 Internet Protocol (IP) 用于数据传输,但用于数据共享的网络协议可能因客户端类型而异。例如,Windows 客户端通常使用服务器消息块 (SMB) 协议,而 Linux 或 UNIX 客户端则使用网络文件系统 (NFS) 协议。

  • 操作系统:虽然标准操作系统可以处理成千上万的请求,但 NAS 操作系统只能处理两种类型的请求,即数据存储和文件共享。

虽然 NAS 技术已存在数十年,但采用它的方法最近又重新兴起。根据 IDC 最近的调查(链接位于 ibm.com 之外),44% 的受访者在全闪存阵列上运行不到 40% 的应用程序和工作负载,但由于存储需求不断增加,这一数字预计还会增长。这方面需求的主要驱动因素是非结构化数据的增长,以及新冠疫情导致的业务转型和云迁移工作的加速。随着企业也设法利用 AI、机器学习和边缘计算等新兴技术,这些工作负载需要存储在一起,以促进洞察分析和学习。最后,NAS 系统通常也作为数据备份、存档和灾难恢复系统,用于为云存储提供商提供支持。

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网络附加存储 (NAS) 解决方案的类型

横向扩展文件存储 (FBS):横向扩展 FBS 或横向扩展 NAS 是指增加系统中的硬盘数量以扩展存储容量。根据上述 IDC 调查,“41% 的受访者已在数据中心内的横向扩展 FBS 上部署了超过 40% 的应用程序和/或工作负载。”这项市场调研还表明,部署在此类存储系统上的工作负载将会继续与公有云文件服务同步增长。不过,与其他存储提供商相比,横向扩展 FBS 的成本尤其有吸引力。

NAS 网关:NAS 网关将 NAS 与 SAN 存储架构相结合,有助于解决传统 NAS 的一些局限性。虽然 NAS 可以通过简单地添加更多硬盘驱动器来进行扩展,但该方法需要将新磁盘引入网络,从而需要在新驱动器上重新映射文件引用。NAS 网关将存储系统分开,允许各个服务器独立于彼此进行扩展。

不同类型的可用 NAS 系统也可以由其用户群来定义。

• 大企业:高端 NAS 设备有足够的磁盘来支持独立磁盘冗余阵列 (RAID) 配置,此类配置将多个硬盘组合起来,以提升性能。

• 小企业或消费级 NAS:此类 NAS 系统面向的是需要集中式文件存储的居家用户,多名员工可通过路由器、PC 和移动设备访问该文件存储。此外,消费级 NAS 还可以作为文件服务器、打印服务器、备份系统和多媒体服务器运行。根据 360 Research Reports(链接位于 ibm.com 以外)的数据,2021 年至 2027 年间,该细分市场在美国预计将以 7.3% 的复合年增长率增长。

NAS、DAS 与 SAN 数据架构对比

• 直连存储 (DAS):与 NAS 系统不同,DAS 解决方案不连接到网络,而是通常与计算机连接。但是,此类存储设备也可通过 USB 或 Thunderbolt 电缆连接到外部驱动器,不过这种方法不大常用。虽然 DAS 解决方案成本低且易于配置,但其扩展能力有限。由于无法通过网络访问存储,因此文件访问受限于可用外部端口的数量。不仅如此,随着组织规模的扩大,DAS 系统的备份成本也会越来越高。

存储区域网络 (SAN):SAN 系统与 NAS 的区别在于前者提供块级存储,而后者提供文件级存储。SAN 系统的特征还包括使用高速网络(如光纤通道)来提供对存储单元的数据访问。此外,NAS 使用的是由冗余存储容器或独立磁盘冗余阵列 (RAID) 组成的单个设备,而 SAN 存储会利用由 SSD 和闪存存储、云存储等组成的设备网络。SAN 系统还与结构化事务工作负载更加密切相关,而 NAS 部署更多地用于非结构化工作负载。最后,SAN 设置可能成本更高,设置过程也更加复杂。

网络附加存储(NAS)的好处

• 灵活性:Wi-Fi 连接支持远程访问,从而促进分散员工队伍之间的协作。它还可以处理来自不同类型客户端(即 UNIX、Windows 等等)的请求。此项功能模仿了私有云的功能,但价格却不像基于云的对象存储那样高昂。

• 可扩展性:NAS 节点可以通过增加硬盘数量或容量来轻松扩展其存储容量。这种易于部署的特点使得 NAS 解决方案很有吸引力。

• 数据安全 NAS 系统还可以提供内置数据保护服务,以确保您的数据安全无虞。

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