Storage Area Network (SAN) vs. Network Attached Storage (NAS)

Ein SAN (Storage Area Network) ist ein eng gekoppeltes, dediziertes Netzwerk von Speichergeräten, das einen gemeinsam genutzten Speicherpool bereitstellt und für jeden Benutzer im Netzwerk so aussieht, als wäre es direkt mit dem Computer verbunden. Ein SAN verbindet über Fibre Channel und verwendet Switches, um den Speicherdatenverkehr zu verwalten. Es ist für einen schnellen Datenzugriff mit geringer Latenz und einfache Skalierbarkeit ausgelegt.

SAN Storage-Lösungen sind Block-Storage-basiert, was bedeutet, dass Daten in Speicher-Volumes aufgeteilt werden, die mit verschiedenen Protokollen wie iSCSI oder Fibre Channel Protocol (FCP) formatiert werden können. Ein SAN kann Festplatten oder virtuelle Speicherknoten und Cloud-Ressourcen enthalten, bekannt als virtuelle SANs oder VSANs.

SAN-Konfigurationen bestehen aus drei verschiedenen Schichten:

• Speicherebene: Die physischen Datenspeicherressourcen, wie Laufwerke in einem Rechenzentrum, sind in Speicher und Ebenen organisiert. Weil die Daten mithilfe von Blockspeicher, integrierter Redundanz und automatischer Verkehrsumleitung gespeichert werden, sind Daten auch dann verfügbar, wenn ein Server ausgefallen ist.
• Fabric-Schicht: Die Fabric-Schicht ist die Art und Weise, wie der Speicher mit dem Benutzer verbunden wird, z. B. über Netzwerkgeräte und Kabel. Diese Konnektivität kann über Fibre Channel oder Fibre Channel over Ethernet (FCoE) erfolgen. Beide entlasten das Local Area Network (LAN), indem sie den Speicher und den damit verbundenen Datenverkehr in ein eigenes Hochgeschwindigkeitsnetzwerk verlagern.
• Host-Schicht: Die Server und Anwendungen, die den Zugriff auf den Speicher erleichtern. Da diese Schicht den SAN Storage als lokale Festplatte erkennt, sorgt sie für schnelle Verarbeitungsgeschwindigkeiten und Datenübertragungen.

Wenn Benutzer A mit Benutzer B, der sich an einem anderen Standort befindet, an einer Datei zusammenarbeiten möchte, sucht er die Datei auf einem Netzwerkgerät nach und löst eine Zugriffsanforderung aus, die auf der Host-Ebene gestellt wird. Die Anfrage wird dann von einem Server über das Netzwerk oder die Fabric-Schicht unter Verwendung von Datenzugriff verarbeitet. Die Daten werden dann aus dem Datenpool innerhalb der Speicherschicht abgerufen. Benutzer A kann Änderungen vornehmen, und da SANs Datenspeicher mit geringer Latenz bieten, kann Benutzer B auf die Datei zugreifen, die Änderungen sehen und ihre eigenen Änderungen in Echtzeit hinzufügen.

Ein anderer Ansatz für SAN Storage ist ein vSAN (d. h. ein virtuelles Storage Area Network). Anstatt Daten auf Hardware wie einem Datenlaufwerk zu speichern, bieten VSANs Speicherplatz auf virtuellen Maschinen (VMs), die oft auf einem Server gehostet werden. VMs sind die grundlegenden Einheiten im Cloud Computing und ermöglichen es Unternehmen, Anwendungen und Workloads effektiv und effizient auszuführen und zu skalieren. Ein vSAN nutzt die Flexibilität, Skalierbarkeit und Sicherheit von Cloud Computing für gemeinsamen Speicher und Datenzugriff im gesamten Unternehmen und an verschiedenen Standorten.

NAS-Speichersysteme basieren auf Dateispeichern, d. h. die Daten werden in Dateien gespeichert, die in Ordnern unter einer Hierarchie von Verzeichnissen und Unterverzeichnissen organisiert sind. Im Gegensatz zum Direct Attached Storage, auf den nur ein Gerät zugreifen kann, bietet das NAS-Dateisystem die Möglichkeit, Dateien zu speichern und Funktionen zum Austausch zwischen den Geräten.

Ein NAS-System besteht aus den folgenden Elementen:

• Netzwerk: Ein oder mehrere vernetzte NAS-Geräte sind über ein lokales Netzwerk (LAN) oder ein Ethernet-Netzwerk mit einer zugewiesenen IP-Adresse verbunden.
• NAS-Box: Dieses Hardware-Gerät mit eigener IP-Adresse enthält eine Netzwerkkarte (NIC), die Stromversorgung, einen Prozessor, Speicher und einen Laufwerksschacht für zwei bis fünf Festplatten. Eine NAS-Box oder ein NAS-Kopf verbindet und verarbeitet Anfragen zwischen dem Computer des Benutzers und dem NAS-Speicher.
• Speicher: Die Festplatten in der NAS-Box, die die Daten speichern. Oft wird bei der Speicherung eine RAID-Konfiguration verwendet, bei der Daten auf mehrere Laufwerke verteilt und kopiert werden. Dies bietet Datenredundanz als Ausfallsicherung und verbessert die Leistung und Speicherkapazität.
• Betriebssystem: Im Gegensatz zu lokalem Speicher ist der NAS-Speicher eigenständig. Es enthält außerdem ein Betriebssystem zur Ausführung von Datenverwaltung-Software und zur Autorisierung des Zugriffs auf Dateiebene für autorisierte Benutzer.
• Software: Die vorkonfigurierte Software in der NAS-Box verwaltet das NAS-Gerät und bearbeitet Anfragen zur Datenspeicher und Dateifreigabe.

Wenn ein Benutzer eine Anfrage für eine auf einem NAS gespeicherte Datei stellt, wird die Anfrage an das NAS-Gerät gesendet, vom Betriebssystem und der Software verwaltet, während die Daten mithilfe von Protokollen wie SMB (Server Message Block) – einem Anwendungsprotokoll für den gemeinsamen Zugriff auf Dateien – oder NFS (Network File System) – das Benutzern das Anzeigen, Speichern und Aktualisieren von Dateien auf einem entfernten System ermöglicht – abgerufen werden. Die Daten werden dann in Paketen über das TCP/IP-Protokoll über einen zentralen Server oder Switch an das Gerät des Benutzers gesendet.

Sowohl SAN- als auch NAS-Systeme sind netzwerkbasierte Speicherlösungen, die darauf abzielen, mehreren Benutzern rund um die Uhr Zugriff auf Daten lokal und aus der Ferne zu ermöglichen. Hier sind einige Unterschiede zwischen den beiden Ansätzen.

• Art des Netzwerks: NAS ist über ein LAN- oder Ethernet-Netzwerk mit Geräten verbunden, während ein SAN auf Hochgeschwindigkeits-Fibre-Channel läuft.
• Einfaches Management: NAS-Speicheroptionen sind in der Regel einfach einzurichten und zu verwalten. Es gibt Optionen sowohl für kleine Unternehmen als auch für Großunternehmen. SAN erfordert mehr praktische Administration zur Konfiguration und Verwaltung.
• Protokolle: Protokolle geben Geräten die Möglichkeit, miteinander zu kommunizieren, und bieten ein standardisiertes Regelwerk für die Formatierung und Verarbeitung von Daten. NAS kann verschiedene Protokolle verwenden, um eine Verbindung zu Servern herzustellen, darunter NFS, SMB/CIFS und HTTP. Ein SAN verwendet das SCSI-Protokoll.
• Skalierbarkeit: Sowohl SAN- als auch NAS-Lösungen können den Speicher durch Hinzufügen von zusätzlichem Speicher erweitern. Einfache NAS-Konfigurationen können einfach durch Hinzufügen weiterer NAS-Boxen skaliert werden; auf Unternehmensebene kann dies jedoch zu zusätzlicher Komplexität führen und teuer werden. SANs sind hochgradig skalierbar, da im Laufe der Zeit weitere Speichergeräte auf Blockebene hinzugefügt werden können, ohne die Netzwerkintegrität zu beeinträchtigen.
• Geschwindigkeit und Leistung: Mit ihrem gemeinsamen Speicher, sind SANs Lösungen mit geringer Latenz, während NAS-Systeme beim Abrufen gemeinsam genutzter Dateien oft einen langsameren Durchsatz haben.
• Preis: NAS-Lösungen der Einstiegsklasse sind eine erschwingliche Option für einzelne Benutzer. Unternehmen können mit NAS auch bestimmte Speicheranforderungen kostengünstig erfüllen. Da sie mehr Management erfordern und über eine komplexere Speicherarchitektur verfügen, sind SANs oft die teurere Option.

Es gibt Zeiten, in denen NAS die bessere Wahl ist, abhängig von den Bedürfnissen des Unternehmens und der Anwendung:

• Collaboration und Speicher: Dies ist der primäre Anwendungsfall für NAS in mittleren bis großen Unternehmen. Mit dem NAS-Speicher kann die IT mehrere Dateiserver konsolidieren, um die Verwaltung zu vereinfachen und Platz zu sparen.
• Archivierung: NAS ist eine gute Wahl für die Speicherung einer großen Anzahl von Dateien, vor allem, wenn Sie ein durchsuchbares und zugängliches aktives Archiv erstellen möchten.
• Big Data: NAS ist eine gängige Wahl für das Speichern und Verarbeiten großer unstrukturierter Dateien, das Ausführen von Analysen und die Verwendung von ETL-Tools (Extrahieren, Transformieren, Laden) für die Integration.

Geringe Latenz und Skalierbarkeit machen SANs in diesen Fällen zur bevorzugten Wahl:

• Videobearbeitung: Große Dateien erfordern einen hohen Durchsatz und eine niedrige Latenz. SANs können direkt mit dem Desktop-Client für die Videobearbeitung verbunden werden, ohne dass eine zusätzliche Server-Ebene erforderlich ist, und bieten so eine hohe Leistung und Funktionen.
• E-Commerce: Die Verbraucher von heute erwarten, dass Online-Einkäufe reibungslos und schnell ablaufen. E-Commerce-Unternehmen benötigen hohe Leistung, was SANs zu einer guten Wahl macht.
• Backup/Notfallwiederherstellung: Backups von Netzwerkgeräten können schnell und direkt auf das SAN Storage ausgeführt werden, da der Datenverkehr nicht über das LAN übertragen wird. Virtualisierung beschleunigt die Verarbeitung und Skalierbarkeit von SANs mit virtuellen Maschinen und Cloud-Speicher.

Unternehmen können heute aus einer Vielzahl von Speichertechnologien wählen. Deshalb ist es wichtig, die verschiedenen Optionen, ihre Funktionsweise und die richtigen Anwendungsfälle für die verschiedenen Speicher zu verstehen. IBM bietet eine Reihe von Speicherlösungen an, die die modernen Geschäftsanforderungen von heute ansprechen.

Wenn Sie mehr über die Leistungsfähigkeit von SAN erfahren möchten, lesen Sie unseren Überblick über Storage Area Networks und die SAN-Lösungen von IBM.

Network-attached storage spielt eine wichtige Rolle bei der zuverlässigen Verwaltung von Geschäftsdaten. Die NAS-Lösungen von IBM, die über Tivoli Speicher Manager angeboten werden, helfen Unternehmen, sich vor Datenausfällen zu schützen.

Möchten Sie mehr über Ihre Datenspeicher erfahren? Lesen Sie unseren Überblick — „Was ist Datenspeicher?“ — um Optionen zu vergleichen und mehr über die Lösungen zu erfahren, die IBM anbietet.