Was ist Network-Attached Storage (NAS)?

NAS wird manchmal auch als NAS-Box, NAS-Einheit, NAS-Server oder NAS-Head bezeichnet.

NAS bietet eine erschwingliche und einfach zu wartende Netzwerkspeicheroption. Die NAS-Technologie gibt es zwar schon seit einigen Jahrzehnten, aber in den letzten Jahren hat sie wieder zugenommen.

Laut einem Bericht von Fortune Business Insights betrug die Marktgröße für Network-Attached Storage im Jahr 2023 34,62 Mrd. USD. Die Studie prognostiziert, dass der Markt für Network-Attached Storage von 40,33 Mrd. USD im Jahr 2024 auf 129,52 Mrd. USD bis 2032 wachsen wird, was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 15,7 % im Prognosezeitraum entspricht. Die Nachfrage nach effektiven Speichertechnologien ist mit der Verbreitung täglicher Daten verbunden. Die Kosteneffizienz von Network-Attached Storage im Vergleich zu herkömmlichen Private Cloud-Speicher ist auch ein Wachstumstreiber.¹

Für Unternehmen spielt Network-Attached Storage (NAS) eine entscheidende Rolle, da es die zentrale Dateifreigabe, die Datensicherung, die Anwendungsspeicherung, die Verwaltung von Mediendateien, den Fernzugriff und die Langzeitarchivierung ermöglicht. Da immer größere Datenmengen gespeichert werden müssen, entwickelt sich die Speichertechnologie hin zu hybriden Cloud-Speicherumgebungen, die Cloud-NAS und NAS vor Ort integrieren können.

Zu den Anwendungsfällen für NAS in Unternehmen gehören die folgenden:

• Datenschutz
• Medien-Streaming
• Kollaboration und Filesharing
• Hosten virtueller Desktops
• Cloud Integration
• Testen und Entwickeln von webbasierten oder Serveranwendungen

• Speicherlaufwerke:
  • Festplatten oder Festplattenlaufwerke (HDDs): Festplattenlaufwerke (HDDs) bieten Speicherkapazität für ein NAS-Gerät und eine einfache Möglichkeit zur Skalierung. Wenn der Bedarf an Datenspeicherplatz steigt, können Benutzer zusätzliche Festplatten hinzufügen, um den Systembedarf zu decken - bekannt als "Scale-out"-NAS. Modernere Systeme verwenden Flash-Speicher zusammen mit Festplatten oder als eigenständige Konfiguration. Der Anwendungsfall für das NAS-Gerät bestimmt in der Regel den Festplattentyp. Beispielsweise erfordert die gemeinsame Nutzung großer Mediendateien in einem Unternehmen mehr Ressourcen als ein Dateisystem für einen einzelnen Benutzer zu Hause.
  • Solid-State Drives (SSDs): Während die meisten NAS-Geräte über HDDs verfügen, sind Solid-State Drives (SSDs) –halbleiterbasierte Speichergeräte, die in der Regel NAND-Flash-Speicher zum Speichern persistenter Daten verwenden – aufgrund ihrer Geschwindigkeit und hoher Leistung die bessere Wahl. 

• Netzwerk: Ein oder mehrere vernetzte NAS-Geräte sind über ein lokales Netzwerk (LAN) oder ein Ethernet-Netzwerk mit einer zugewiesenen IP-Adresse verbunden.
• Netzwerkprotokolle: TCP/IP-Protokolle (Transmission Control Protocol/Internet Protocols) ermöglichen die Datenübertragung. Die Netzwerkprotokolle für die gemeinsame Nutzung von Daten können jedoch je nach Art des Clients variieren. So verwendet ein Windows-Client in der Regel ein SMB-Protokoll (Server Message Block), während ein Linux- oder UNIX-Client ein NFS-Protokoll (Network File System) verwendet.
• Central Processing Unit (CPU): Alle NAS-Geräte enthalten eine CPU, die das Dateisystem verwaltet, Daten liest und schreibt sowie Dateien verarbeitet und bereitstellt.
• Betriebssystem: Während herkömmliche Betriebssysteme Tausende von Anfragen verarbeiten können, basiert NAS auf einem schlanken Betriebssystem, das das System auf zwei Arten von Anfragen beschränkt: Datenspeicher und Dateifreigabe. 
• Netzwerk-Schnittstelle: Ein NAS-Gerät ist auf eine Netzwerkverbindung (Ethernet-Kabel oder WLAN) über die Netzwerkschnittstelle angewiesen. Einige NAS-Geräte verfügen über USB-Anschlüsse für direkte Computerverbindungen mit Desktops, Mobiltelefonen und anderen Geräten.

Scale-out FBS oder Scale-out NAS bezieht sich auf das Hinzufügen von Festplatten zur Erweiterung der Speicherkapazität. Laut einer IDC-Studie haben 41 % der Befragten mehr als 40 %der Apps und Workloads auf Scale-out FBS in einem Rechenzentrum bereitgestellt. Diese Studie zeigt auch, dass die Workloads für dieses Speichersystem parallel zu den Public Cloud-Dateidiensten weiter zunehmen werden.² Scale-out FBS ist jedoch aufgrund seiner Kosten im Vergleich zu anderen Speicheranbietern besonders attraktiv.

Durch die Kombination von NAS- und SAN-Speicherarchitektur beseitigen NAS-Gateways einige der Einschränkungen der Altlast-NAS. Während NAS durch Hinzufügen von mehr Festplatten skaliert werden kann, müssen die neuen Festplatten in das Netzwerk eingeführt werden, sodass Dateireferenzen auf den neuen Laufwerken neu zugeordnet werden müssen. NAS-Gateways teilen das Speichersystem auf, sodass einzelne Server unabhängig voneinander skaliert werden können.

Die verschiedenen Arten von verfügbaren NAS-Systemen werden auch durch ihre Benutzerbasis definiert, ob es sich um eine NAS-Umgebung in Unternehmen, kleinen Unternehmen oder Privatanwendern handelt.

High-End-NAS-Geräte verfügen über genügend Festplatten, um eine RAID-Konfiguration (Redundant Array of Independent Disks) zu unterstützen, bei der mehrere Festplatten in einem RAID-Schacht kombiniert werden, um die Leistung zu erhöhen und Daten zu schützen, falls ein NAS-Laufwerk ausfällt.

Diese Art von NAS-System richtet sich an Heimanwender, die einen zentralen Dateispeicher benötigen, auf den mehrere Mitarbeiter über Router, PCs und mobile Geräte zugreifen können. Consumer-NAS können auch als Dateiserver (Speicherserver), Druckserver, Backup-System und Multimedia-Server betrieben werden. Eine Studie von 360 Research Reports prognostiziert, dass dieses Segment in den USA zwischen 2021 und 2027 mit einer CAGR von 7,3 % wachsen wird.³

Im Gegensatz zu einem NAS-System, das mit einem Netzwerk verbunden ist, wird ein DAS-Gerät normalerweise an einen Computer angeschlossen. DAS können auch über ein USB- oder Thunderbolt-Kabel an ein externes Laufwerk angeschlossen werden, auch wenn das nicht so üblich ist.

DAS-Geräte sind zwar kostengünstig und einfach zu konfigurieren, aber nur begrenzt skalierbar. Da der Zugriff auf den Speicher nicht über ein Netzwerk möglich ist, ist der Dateizugriff durch die Anzahl der verfügbaren externen Ports eingeschränkt ein. Darüber hinaus kann die Sicherung von DAS-Systemen teurer werden, wenn Unternehmen immer größer werden.

SAN-(Storage Area Network-)Systeme unterscheiden sich von NAS dadurch, dass sie Speicher auf Blockebene anstelle von Speicher auf Dateiebene bereitstellen. SAN-Systeme zeichnen sich auch dadurch aus, dass sie Hochgeschwindigkeitsnetzwerke wie Fibre Channel verwenden, um den Datenzugriff auf die Speichereinheit zu ermöglichen.

Während NAS ein einzelnes Gerät mit redundanten Speichercontainern oder RAID verwendet, nutzt SAN-Speicher ein Netzwerk aus Geräten, darunter SSD und Flash-Speicher, Cloud-Speicher und mehr.

Strukturierte transaktionale Workloads werden in der Regel von SAN-Systemen verarbeitet, während unstrukturierte Workloads in der Regel von NAS-Bereitstellungen verwaltet werden. Schließlich kann die Einrichtung von SAN-Systemen kostspieliger und komplizierter sein.

Das Angebot an NAS-Speichergeräten und verwandten Technologien ist angesichts des wachsenden Bedarfs an Datenspeicheroptionen sehr umfangreich. Zu den Enterprise-Anbietern für Unternehmen gehören die folgenden:

• Dell
• IBM
• HPE
• Amazon Web Services (AWS)
• Synology
• QNAP
• Seagate
• Intel
• Netgear
• Western Digital

Zusätzlich zu Enterprise-NAS kann Open Source-NAS-Software (z. B. Rockstor, OpenFiler) für Geschäftsanwender eine kostengünstige Möglichkeit sein, ihren Speicherbedarf zu decken.

Die Integration von NAS-Geräten und cloudbasierten Plattformen ermöglicht es Benutzern, ihre Daten zwischen einem NAS-Gerät und einem Cloud-Service zu synchronisieren, wodurch Datenzugriff und Redundanz erhöht werden.

Branchenexperten zufolge werden bis 2025 mehr als 95 % aller neuen digitalen Workloads auf Cloud-Plattformen verlagert (von 30 % im Jahr 2021) – was den NAS-Markt weiter ankurbelt.⁴

Kleine und große Unternehmen verlassen sich aufgrund der folgenden Vorteile weiterhin auf NAS: