什么是网络附加存储(NAS),它是如何工作的?

你有没有想过,在 20 世纪 80 年代,企业是如何在网络内的计算机之间共享文件和数据的?他们依赖于网络连接存储(NAS):一种使用以太网连接向网络连接设备提供非结构化数据的可靠而高效的方式。

随着时间的推移,不同的技术已经变得突出,包括提供廉价在线存储的云存储。但是,NAS 仍然解决了在组织内直观地共享文件的关键业务痛点。

什么是网络附加存储(NAS)?

网络连接存储是在网络限制内工作的文件级存储,使异构设备能够访问非结构化数据文件,如视频、音频、网站、文本文件和 Microsoft Office 文档。NAS 的优势包括低成本实施、易于访问以及对高容量和可扩展性的支持。它还提供容错功能和内置的安全管理。

NAS 在定义时,既可以指所涉及的硬件,也可以指代其技术。另一方面,NAS设备是执行操作的单个单元。

您可以将 NAS 视为集中式存储系统,连接的设备可以通过基于浏览器的实用程序访问该系统。这意味着 NAS 不需要连接显示器或键盘。要访问它,您需要使用网络连接的设备。

除了 NAS 之外,还有存储区域网络 (SAN)。与 NAS 不同,SAN 处理结构化数据(块存储)。接下来是直接存储设备(DAS),它未连接到网络,需要直接访问存储。每种存储类型都有其优点和缺点,我们将在本文后面讨论。

NAS 的优点是:

由于简化了脚本和简化的操作系统,它提供了简单的设置。
您可以获得存储和提供文件的高性能。
借助横向扩展、纵向扩展和对象存储方法轻松扩展。
它为所有连接的网络设备提供高可用性。
NAS 具有容错能力,因为它支持 RAID 和其他高级功能,以实现数据冗余和复制。
网络存储设备

NAS 设备包含硬件、软件(操作系统和协议)以及将 NAS 连接到网络的网络接口。它利用物理存储设备和中央处理单元(CPU),提供处理能力来管理文件系统和网络请求。NAS 设备通过网络接口(包括 Wi-Fi 或以太网电缆)连接到网络。

对于非关键数据存储和访问,许多 NAS 设备仅包含单托架。但是,企业 NAS 系统具有四个以上的驱动器,可提供高容量和 RAID(冗余存储容器)--一种可提高数据冗余和性能的虚拟化技术。这意味着 NAS 设备由两到六个硬盘驱动器组成,具体取决于用户的要求。

至于操作系统,大多数供应商使用他们的专有操作系统,而其他供应商则坚持使用Microsoft Windows或Linux的标准方法。

什么是 NAS 产品类别?

NAS 产品可以根据其容量、可扩展性、驱动器支持和正在运行的驱动器数量进行分类。这些类别是:

企业:企业级 NAS 产品是高端的。它们在存储大量数据方面非常有效。由于数据至关重要,企业 NAS 使用多个机箱来分散数据并降低与数据丢失相关的风险。它还支持虚拟机映像、群集功能和快速访问。
中端市场:中小型企业依赖于中端市场规模。它们能够存储TB级的数据,但没有集群支持。
桌面:在较低的频谱中,我们有一个桌面NAS。这些都易于设置和管理。小型企业和家庭用户主要使用它。
NAS 如何工作?

要了解 NAS 的工作原理,我们需要了解其主要组件,包括硬件、软件和协议。

硬件

NAS 是包含预配置存储软件的服务器。硬件包括处理器、硬盘驱动器和随机存取存储器 (RAM)。此外,硬件可以称为 NAS 服务器、NAS 磁头、NAS 单元或 NAS 盒。

软件

与通用服务器相比,NAS 软件的实现是不同的。该软件经过优化,可在处理两种请求类型时最大限度地提高性能:文件共享和数据存储。NAS 软件是最低限度的,并直接嵌入硬件以确保性能。

协议

NAS 供应商使用不同的协议。这些协议通过网络交换机确定数据传输方法和数据可访问性,网络交换机连接到所有设备并管理路由请求。在核心,您可以获得两种数据传输协议,TCP和IP,它们协同工作以提供快速可靠的数据传输。

NAS 盒支持通过网络传输的文件格式的各种协议。这些包括:

网络文件系统
服务器消息块(SMB)
苹果备案协议(法新社)
网间数据包交换
通用互联网文件系统
NetBIOS 扩展用户界面
网络连接存储有哪些用途?

通过网络连接存储,可以轻松共享数据并为内部和分布式远程团队进行协作。对于远程团队访问存储,NAS 需要现代 NAS 提供商提供的云连接。

NAS 系统的工作方式与云类似,但在组织本地环境中。此外,公司还可以根据自己的要求配置 NAS,决定他们需要多少存储、访问和分发数据的协议以及实施自己的安全数据规则的能力。

至于 NAS 可扩展性,它支持纵向扩展和横向扩展方法。此外,NAS 供应商还提供云支持,从而在备份和远程访问方面提供了进一步的灵活性。

简而言之,组织可以将 NAS 用于:

文件共享和存储
作为 NAS 阵列的归档和灾难恢复
托管内部开源解决方案,如企业资源规划和客户关系管理
测试和开发服务器端和基于 Web 的应用程序
用于打印作业和发送电子邮件
对于流媒体文件,包括视频和图像
用于托管虚拟桌面基础结构

NAS 也有利于家庭用户。他们可以将其用于:

媒体流服务
管理种子下载
管理智能电视存储
将 NAS 用作个人云服务器
测试和开发网站
物联网 (IoT) 应用的存储
如何扩展 NAS

NAS 具有可扩展性,并提供不同的数据存储和检索方式。

纵向扩展 NAS

在纵向扩展 NAS 中,后端存储配备了 NAS 磁头以提供可扩展性。由于它利用纵向扩展体系结构,因此称为纵向扩展 NAS。后端存储由双受控系统控制,这也决定了 NAS 系统的可扩展性。您可以将放大比作由强大的柴油内燃机提供动力的货船。这些发动机可以承载大量的重量 - 你需要做的就是添加更多的容器。

横向扩展 NAS

横向扩展 NAS 采用不同的方法,管理员可以添加更多硬盘。这是一种更简单的方法,不需要纵向扩展 NAS 所需的大量前期成本。相比之下,您可以将横向扩展 NAS 视为向车队添加货运卡车。如果您需要更多带宽,可以添加更多货运卡车。

对象存储

对象存储建立在横向扩展 NAS 所提供的基础之上。它在 Web 规模环境中创建可扩展的存储,并且可以很好地处理非结构化数据。此外,每个对象存储都以平面地址存储,因此不使用横向扩展和纵向扩展 NAS 系统用于管理集中式文件的可移植操作系统接口 (POSIX)。为了简化快速识别,每个对象都包含描述该对象的元数据。

比较:NAS 与 DAS 和 NAS 与 SAN
网络存储与 DAS

直连存储 (DAS) 是一种不连接到网络的存储类型,只能由一个特定的系统访问。在网络术语中,您需要实际存在,因此无法通过网络访问 DAS。最好的例子是计算机的硬盘驱动器。

由于 DAS 直接与所述设备连接,因此它们比 NAS 更快。该性能对于视频游戏,视频编辑解决方案等应用程序非常有用。

网络存储与 SAN

存储区域网络 (SAN) 是 NAS 的高性能版本,具有对文件的低延迟访问。为了实现高性能,SAN 通过专用以太网网络利用具有快速存储和光纤通道连接的服务器,以实现最佳性能。

SAN 对于需要传输任务关键型数据或用于高要求应用程序(如视频编辑器)的数据的组织非常有用。

NAS 被编程为处理单个文件的 I/O 请求。在 SAN 中,I/O 请求用于连续的数据块,而不是 NAS 中的文件级别。

结论:NAS 会继续存在吗?

NAS无疑是一项伟大的技术。目前,中小型企业通过使用 NAS 而受益匪浅。然而,企业 NAS 在许多领域也取得了成功,具体取决于用例,尤其是在引入闪存存储和混合 NAS 阵列的情况下。另一方面,高端 NAS 设备支持各种高级功能,包括闪存存储、重复数据删除和数据复制。

现代供应商也包括云支持,NAS 提供了更大的灵活性。但是,云存储服务,如Amazon Elastic File System或Microsoft Azure File Service,在远程存储和检索数据时引起了企业的注意。

那么,您如何看待 NAS?您认为它将来会留在我们身边,还是会因云等其他新兴技术而消亡?在下面发表评论,让我们知道。

常见问题
为什么企业使用 NAS 而不是云?

NAS 提供了多种优势。它们速度很快,并且没有云存储带来的延迟。云是有益的,但主要是针对企业客户。NAS 最适合小型企业,因为他们可以控制 NAS 的功能。它还提供了更好的安全性,公司不必担心与第三方共享数据。

NAS 也易于使用,供应商更注重改进配置和设置复杂性。此外,通过添加更多驱动器来扩展 NAS 相对容易。

最后,NAS 在价格方面大获全胜。除了初始设置成本外,NAS 需要的支出比云更低,在云中,您需要按月付费才能保持访问。

您的企业何时应选择云?

在以下情况下,企业应该选择云而不是 NAS:

在远程工作时,他们希望获得更大的灵活性
根据需要访问尽可能多的可扩展性
自动更新和维护
专业级数据安全和备份
横向扩展与纵向扩展 NAS - 您选择哪一个?

横向扩展和纵向扩展是增加 NAS 容量的不同方法。在纵向扩展中,您需要在基础架构中预先投资,然后通过后端存储添加存储。至于横向扩展,您不必前期繁重,以后可以通过添加节点来提高性能和容量来升级。

此外,横向扩展方法支持新的 NAS 机箱,这意味着在与旧一代机型配合使用时具有更大的灵活性。在纵向扩展中,您需要将数据从旧设置传输到新设置,这可能会花费时间和金钱。

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