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Network-Attached Storage
Ein NAS (Network Attached Storage) ist ein zentraler Dateiserver, der es mehreren Benutzern ermöglicht, Dateien über ein TCP/IP-Netzwerk per WLAN oder Ethernet-Kabel zu speichern und zu teilen.
NAS ist auch unter den Bezeichnungen NAS-Box, NAS-Einheit, NAS-Server oder NAS-Head bekannt. Diese Geräte benötigen nur wenige Komponenten für den Betrieb, darunter Festplatten, Netzwerkprotokolle und ein schlankes Betriebssystem (OS).
- Festplatten oder Festplattenlaufwerke (HDDs): HDDs bieten Speicherkapazität für eine NAS-Einheit sowie eine einfache Möglichkeit zur Skalierung. Wenn mehr Datenspeicher benötigt wird, können zusätzliche Festplatten zur Deckung des Systembedarfs hinzugefügt werden, was dem System den Namen „skalierbares“ NAS einbrachte. Modernere Systeme nutzen Flash-Speicher in Kombination mit HDDs oder als eigenständige Konfiguration. Der Anwendungsfall für das NAS-Gerät bestimmt in der Regel den Typ der verwendeten Festplatte. Die gemeinsame Nutzung großer Mediendateien (z. B. Videostreaming) in einem Unternehmen erfordert beispielsweise mehr Ressourcen als ein Dateisystem für einen einzelnen Benutzer zu Hause.
- Netzwerkprotokolle: TCP/IP-Protokolle (Transmission Control Protocol (TCP) und Internet Protocol (IP)) werden für die Datenübertragung verwendet. Allerdings können die Netzwerkprotokolle für die gemeinsame Nutzung von Daten 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.
- Betriebssystem: Während herkömmliche Betriebssysteme mit Tausenden von Anfragen umgehen können, beschränkt das NAS-Betriebssystem das System auf zwei Arten von Anfragen: Datenspeicherung und Dateifreigabe.
Die NAS-Technologie existiert zwar schon seit einigen Jahrzehnten, hat aber in letzter Zeit einen neuen Aufschwung erlebt. Laut einer aktuellen IDC-Umfrage (Link befindet sich außerhalb von ibm.com) führen 44 % der Befragten weniger als 40 % ihrer Apps und Workloads auf All-Flash-Arrays aus. Diese Zahl dürfte jedoch aufgrund des steigenden Speicherbedarfs steigen. Dieser Bedarf wird in erster Linie durch das Wachstum unstrukturierter Daten sowie die Unternehmenstransformation und der Cloud-Migration infolge von COVID-19 getrieben. Außerdem streben Unternehmen danach, aufkommende Technologien wie KI, maschinelles Lernen und Edge Computing zu nutzen, sodass diese Workloads zur Förderung von Erkenntnissen und Lernprozessen gemeinsam gespeichert werden müssen. Und schließlich werden NAS-Systeme auch häufig zur Unterstützung von Cloud-Speicheranbietern eingesetzt, indem sie als System für Daten-Backup, Archivierung und Notfallwiederherstellung dienen.
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Skalierbarer dateibasierter Speicher (Scale-out File-based Storage, FBS): Skalierbarer FBS oder skalierbarer NAS bezieht sich auf das Hinzufügen von Festplatten zum System zur Erweiterung der Speicherkapazität. Laut der oben erwähnten IDC-Umfrage haben 41 % der Befragten mehr als 40 % der Apps und/oder Workloads auf einem skalierbaren FBS in einem Rechenzentrum bereitgestellt. Diese Marktanalyse deutet auch darauf hin, dass die Workloads für dieses Speichersystem parallel zu den dateibasierten Diensten der Public Cloud weiter zunehmen werden. Skalierbare FBS sind jedoch vor allem wegen ihrer Kosten im Vergleich zu anderen Speicheranbietern attraktiv.
NAS-Gateways: Durch die Kombination von NAS- und SAN-Storage-Architekturen helfen NAS-Gateways dabei, einige der Einschränkungen herkömmlicher NAS zu überwinden. Während NAS durch das einfache Hinzufügen weiterer Festplatten skaliert werden kann, müssen die neuen Festplatten in das Netzwerk eingebunden werden, wodurch die Dateireferenzen auf den neuen Festplatten neu zugeordnet werden müssen. NAS-Gateways teilen das Speichersystem auf, sodass einzelne Server unabhängig voneinander skalieren können.
Die verschiedenen Arten von verfügbaren NAS-Systemen können auch durch die Benutzerbasis definiert werden.
• Enterprise: Hochwertige NAS-Geräte verfügen über genügend Festplatten, um eine RAID-Konfiguration (Redundant Array of Independent Disks) zu unterstützen, bei der mehrere Festplatten zur Leistungssteigerung kombiniert werden.
• NAS für kleine Unternehmen oder Privatanwender: Diese Art von NAS-Systemen richtet sich an Privatanwender, die einen zentralisierten File Storage benötigen, auf den verschiedene Personen über Router, PCs und mobile Geräte zugreifen können. Solche Endverbraucher-NAS können auch als Dateiserver, Druckserver, Backup-System und Multimediaserver eingesetzt werden. Laut 360 Research Reports (Link befindet sich außerhalb von ibm.com) wird dieses Segment in den Vereinigten Staaten zwischen 2021 und 2027 mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 7,3 % zunehmen.
• Direct-Attached Storage (DAS): Im Gegensatz zu einem NAS-System handelt es sich bei einer DAS-Lösung um ein Speichergerät, das nicht mit einem Netzwerk verbunden ist, sondern normalerweise an einen Computer angeschlossen wird. Es kann jedoch auch über ein USB- oder Thunderbolt-Kabel an ein externes Laufwerk angeschlossen werden, was allerdings eher unüblich ist. DAS-Lösungen sind zwar kostengünstig und einfach zu konfigurieren, jedoch in ihrer Skalierbarkeit begrenzt. Da der Speicher nicht über ein Netzwerk zugänglich ist, ist der Dateizugriff auf die Anzahl der verfügbaren externen Anschlüsse beschränkt. Darüber hinaus kann das Backup von DAS-Systemen mit zunehmender Größe des Unternehmens teurer werden.
• Storage Area Networks (SAN): SAN-Systeme unterscheiden sich von NAS durch die Speicherung auf Blockebene im Gegensatz zur Speicherung auf Dateiebene. SAN-Systeme zeichnen sich auch dadurch aus, dass sie Hochgeschwindigkeitsnetzwerke wie Fibre Channel für den Datenzugriff der Speichereinheit verwenden. Während NAS ein einzelnes Gerät verwendet, das aus redundanten Speichercontainern oder einem redundanten Array unabhängiger Festplatten (RAID) besteht, nutzen SAN-Speicher ein Netzwerk von Geräten, zu denen SSD- und Flash-Speicher, Cloud-Speicher und mehr gehören. SAN-Systeme werden auch eher mit strukturierten transaktionalen Workloads in Verbindung gebracht, während NAS-Bereitstellungen eher für unstrukturierte Workloads genutzt werden. Schließlich kann die Einrichtung von SAN-Systemen kostspieliger und komplizierter sein.
• Flexibilität: WLAN-Verbindungen ermöglichen den Remote-Zugriff und erleichtern die Zusammenarbeit von Mitarbeitern an verschiedenen Standorten. Es kann auch Anfragen von verschiedenen Arten von Clients (d. h. UNIX, Windows und mehr) verarbeiten. Diese Funktionalität imitiert die einer Private Cloud, ohne den hohen Preis eines cloudbasierten Object Storage.
• Skalierbarkeit: NAS-Knoten können ihre Speicherkapazität problemlos mit zusätzlichen oder größeren Festplatten erweitern. Diese einfache Bereitstellung macht NAS-Lösungen zu einer attraktiven Option.
• Datensicherheit: NAS-Systeme können auch integrierte Datenschutzdienste bieten, um so die Sicherheit Ihrer Daten zu gewährleisten.
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