Was ist ein netzgebundener Speicher?
Netzgebundener Speicher (NAS) ist ein dateispezifisches Speichergerät, das Daten kontinuierlich verfügbar macht, damit Mitarbeiter effektiv über ein Netzwerk zusammenarbeiten können. Jedes Computer-Netzwerk besteht aus miteinander verbundenen Server-Rechnern und Client-Rechnern, die Anfragen an die Server senden. NAS-Geräte sind spezialisierte Server, die ausschließlich Anfragen zur Datenspeicherung und Dateifreigabe bearbeiten. Sie bieten schnelle, sichere und zuverlässige Speicherservices für private Netzwerke.
Warum sind NAS-Geräte wichtig?
Sowohl große als auch kleine Unternehmen in vielen Branchen entscheiden sich für NAS-Lösungen, weil sie effektiven, skalierbaren und kostengünstigen Speicher bieten. Verglichen mit anderen Servern bieten NAS-Dateiserver einen schnelleren Datenzugriff und sind einfacher zu konfigurieren und zu verwalten. Sie können unterschiedliche Geschäftsanwendungen unterstützen, einschließlich privater E-Mail-Systeme, Buchhaltungsdatenbanken, Gehaltsabrechnungen, Videoaufzeichnung und -Bearbeitung, Datenprotokollierung und Geschäftsanalytik.
Einige Vorteile von NAS sind:
Private-Cloud-Bereitstellung für Organisationen
Eine Private-Cloud ist eine Cloud, die Ressourcen aus dem eigenen Rechenzentrum einer Organisation hostet. Sie kann auf internen Hardware-Ressourcen oder einer separaten, von Dritten bereitgestellten Infrastruktur aufgebaut sein. Sie können NAS-Geräte für die Bereitstellung von Private-Cloud-Speicher in Ihrem Unternehmen verwenden.
Flexible lokale Speicherlösungen für kleine Unternehmen
NAS-Systeme können auf die Größe und die Anforderungen des Unternehmens zugeschnitten werden. Es gibt sowohl preiswerte Geräte mit geringer Speicherkapazität als auch teurere High-End-Geräte auf dem Markt.
Wofür wird ein netzgebundener Speicher genutzt?
Organisationen nutzen NAS-Lösungen, um eine Reihe von Aufgaben zu erfüllen, darunter:
- Datenspeicher und Freigabe
- Erstellung aktiver Datenarchive oder zur Daten-Backup und Notfallwiederherstellung
- Hosten einer virtuellen Desktop-Infrastruktur
- Testen und Entwickeln von webbasierten und serverseitigen Webanwendungen
- Streaming von Mediendateien und Torrents
- Speichern von Bildern und Videos, auf die häufig zugegriffen wird
- Erstellen eines internen Druckspeichers
Zum Beispiel erstellt ein Medienunternehmen jeden Tag viele Images. Aufgrund der Netzwerklatenz kann das Unternehmen diese Daten jedoch nicht kontinuierlich in die Cloud übertragen. Stattdessen wird ein hochwertiges NAS-Gerät zur Speicherung der Fotos verwendet. Jeder Mitarbeiter kann über das Firmennetz auf diese Fotos zugreifen und sie bearbeiten.
Welche Komponenten hat ein NAS-Gerät?
NAS-Geräte bestehen typischerweise aus mehreren Komponenten.
Physische Speicherlaufwerke
NAS-Geräte können zwei bis fünf Festplatten enthalten, was ihnen eine hoch-Volume Speicherkapazität verleiht. Mehrere physische Laufwerke werden logisch als redundante Speichercontainer (RAID) angeordnet. RAID ist eine Virtualisierungstechnologie, die mehrere physische Speicherkomponenten zu einer oder mehreren logischen Einheiten kombiniert. So können Daten gesichert und die Leistung verbessert werden.
Zentraleinheit (CPU)
NAS-Geräte verfügen über eine CPU, die Rechenintelligenz und Leistung zur Verwaltung des Dateisystems bereitstellt. Die CPU liest und schreibt Daten, um Dateien zu verarbeiten und bereitzustellen, mehrere Benutzer zu verwalten und sich bei Bedarf in die Cloud zu integrieren.
Betriebssystem
Ein Betriebssystem ist eine Softwareschnittstelle zwischen der Hardware des Speichergeräts und dem Benutzer. Obwohl komplexe Netzwerkspeichergeräte über ein eigenes Betriebssystem verfügen, haben einige einfachere Geräte möglicherweise keins.
Netzwerkschnittstelle
Das NAS-Gerät wird über die Netzwerkschnittstelle mit dem Netzwerk verbunden. Die Netzwerkverbindung kann über ein Ethernet-Kabel oder Wi-Fi erfolgen. Zahlreiche NAS-Geräte verfügen auch über USB-Anschlüsse zum Aufladen oder zum Anschluss anderer Geräte.
Was ist das grundlegende Speicherprinzip von NAS-Geräten?
NAS ist ein an das Netzwerk angeschlossener Speicher für dateibasierte Daten. Es gibt drei grundlegende Speichermethoden:
1. Dateispeicher
Bei der Dateispeicherung können Sie Daten in Dateien speichern, Dateien in Ordnern organisieren und sie in einer Hierarchie von Verzeichnissen und Unterverzeichnissen ablegen. Es handelt sich um eine beliebte und bekannte Speichertechnik.
2. Blockspeicher
Bei der Blockspeicherung wird eine Datei in kleinere Stücke (oder Blöcke) unterteilt und jeder Block separat unter einer eindeutigen Adresse gespeichert. Der Computer kann Blöcke überall auf dem Gerät speichern. Das Betriebssystem des Servers fügt die Blöcke anhand der eindeutigen Adresse wieder zu einer Datei zusammen. Dies geht schneller als das Durchsuchen von Hierarchien, um auf eine Datei zuzugreifen.
3. Objektspeicher
Objekte sind diskrete Dateneinheiten, die ohne Hierarchie oder Struktur gespeichert werden. Jedes Objekt enthält die Daten, beschreibende Informationen über die Daten (Metadaten) und eine eindeutige Identifikationsnummer. Anhand dieser Informationen kann die Systemsoftware das Objekt finden und darauf zugreifen.
Datei-, Block- und Objektspeicher im Vergleich
Jeder Speichertyp kann auf unterschiedliche Weise genutzt werden. Beispielsweise Dateispeicher für die lokale Dateienfreigabe und Blockspeicher für Hochleistungsanwendungen. Andererseits können Sie Objektspeicher verwenden, um unstrukturierte Daten wie E-Mails, Videos, Bilddateien, Webseiten und Sensordaten aus dem Internet der Dinge (IoT) zu speichern.
Wie funktioniert NAS?
NAS-Systeme kombinieren Hardware und Software mit Protokollen (oder Regeln) zum Support der gemeinsamen Nutzung von Dateien über das Netzwerk. Bei Einhaltung dieser Protokolle kann jeder Computer so nahtlos auf die Dateien des NAS-Geräts zugreifen, als wären die Dateien auf dem Computer selbst gespeichert.
Kommunikationsprotokolle
Netzwerke können verschiedene Datenübertragungs-Protokolle verwenden, aber die meisten Netzwerke haben das Internet-Protokoll (IP) und das Transmission Control Protocol (TCP, Übertragungssteuerungsprotokoll). IP ist der Teil, der die Adresse zum Senden von Dateidaten erhält. Danach stellt TCP die Daten zu, indem es sie in Pakete zusammenfasst und durch das Netzwerk schickt.
Datei-Formatierungsprotokolle
Die Rechner in einem Computernetzwerk können auf unterschiedlichen Betriebssystemen basieren, zum Beispiel Windows, Linux oder Unix. Sie wollen alle auf den NAS-Dateispeicher in ihrem nativen Dateiformat zugreifen. Deshalb formatieren NAS-Dateisysteme die Daten, bevor sie sie an das Netzwerk senden. Zu den Formatierungsprotokollen für das Bereitstellen von Dateien gehören:
Netzwerk-Dateisysteme (NFS)
Dieses Protokoll wird von Linux- und UNIX-Systemen verwendet. NFS funktioniert auf jeder Hardware, jedem Betriebssystem und in jeder Netzwerkarchitektur.
Server-Nachrichtenblöcke (SMB)
Dieses Protokoll wird von Microsoft-Windows-Rechnern verwendet.
Apple Filing Protocol (AFP)
Dies ist ein proprietäres Protokoll für Apple-Geräte mit macOS.
Was sind die verschiedenen Typen von NAS-Geräten?
Serverbasiertes NAS
NAS-Server sind Geräte, die Sie zum Einrichten eines On-Premises-Dateispeichers verwenden. Es gibt sie in verschiedenen Größen und Typen. Sie können zum Beispiel Desktop-Geräte oder in einem Rack montierte NAS-Server kaufen. Sie können sie über ein Netzwerk steuern und konfigurieren.
Hochskalierbare NAS
Hochskalierbare NAS-Geräte bestehen aus Speicherlaufwerken, die von zwei Controllern verwaltet werden. Jedes Mal, wenn Sie mehr Speicherkapazität benötigen, kaufen Sie weitere NAS-Laufwerke. Allerdings haben die Controller Leistungs- und Kapazitätsgrenzen. Sie können nur eine bestimmte Anzahl von Laufwerken optimal verwalten. Sobald das Limit erreicht ist, müssen Sie ein weiteres hochskalierbares Gerät kaufen. Dies führt zu zwei unabhängigen Silos der Dateispeicherung. Sie müssen Ihre Dateidaten manuell zwischen den beiden Silos verteilen und verwalten, was zu einem erhöhten Arbeitsaufwand führt.
Aufskalierbare NAS
Aufskalierbare NAS-Geräte enthalten Servergruppen, die logische Einheitennummern oder Dateifreigaben über ein Netzwerk anbieten. Sie haben auch Controller und Laufwerke. Die Controller können jedoch mehrere physische Einheiten miteinander verbinden, um sicherzustellen, dass sie als eine logische Einheit funktionieren. Das System ist linear skalierbar und die Leistung steigt, wenn Sie die Kapazität erhöhen.
Wie schneidet NAS verglichen mit anderen Speicher-Netzwerkarchitekturen ab?
NAS ist eine von vielen Netzwerkspeicherlösungen.
Speichernetzwerke
Ein Storage Area Network (SAN) ist ein dediziertes Hochgeschwindigkeitsnetzwerk, das mehrere Server mit einer großen Anzahl von Speichergeräten miteinander verbindet. Unternehmen nutzen SAN für den zentralen Zugriff, die Replikation und den Schutz ihres gesamten Speichers als eine einzige kollektive Ressource. SAN nutzt auch zusätzliche Technologien wie RAID und Datendeduplizierung, um Speicherkapazität und Zuverlässigkeit zu optimieren.
NAS im Vgl. zu SAN
Sowohl NAS als auch SAN sind vernetzte Speichersysteme. Sie bündeln Speicherkapazität und teilen sie mit Anwendungsservern über ein Hochgeschwindigkeitsnetzwerk. Der Hauptunterschied zwischen ihnen ist, wie der Benutzer sie wahrnimmt. Für die Clients fungiert NAS als Dateisystem und SAN als Betriebssystem. NAS behandelt einzelne Dateianfragen, während SAN Anfragen für zusammenhängende Datenblöcke verwaltet. NAS und SAN verwenden auch unterschiedliche zugrunde liegende Protokolle und Technologien. SAN ist für die Benutzer flexibler, aber die Einrichtung und Verwaltung kann teurer sein.
Direkt-angeschlossener Speicher
Direct-Attached Storage (DAS, Direkt-angeschlossener Speicher) ist ein Speicher, der direkt an ein einzelnes Servergerät angeschlossen werden kann. Das gängigste Beispiel für DAS ist eine über Kabel angeschlossene externe Festplatte. Nur der Hostserver kann direkt auf die Daten zugreifen. Andere Geräte müssen Daten vom Host-Gerät anfordern.
NAS im Vgl. zu DAS
DAS ist der Vorläufer von NAS. DAS wird direkt an die Server angeschlossen, sodass die Erweiterungssteckplätze im Server sowohl seine Größe als auch seine Konnektivität einschränken. Die DAS-Größe schränkt auch die Speicherkapazität ein und beschränkt sie auf eine kleine Anzahl von Ports oder Hostverbindungen. Sie lässt sich nicht gut teilen und ist kompliziert zu verwalten.
Welche Einschränkungen gibt es bei On-Premises-NAS?
NAS ist durch seine Unfähigkeit, Leistung in großem Umfang zu liefern, begrenzt.
Management-Komplexität
Die Aufrechterhaltung einer On-Premises-NAS-Infrastruktur kann den Betriebsaufwand erhöhen und die IT-Budgets von Unternehmen mit hohem Budget und Ressourcenbedarf belasten
Schwierig schnell zu skalieren
NAS-Geräte sind auf Festplattenlaufwerke (HDDs) angewiesen, um Daten zu speichern. Wenn zu viele Benutzer gleichzeitig Dateianfragen stellen, kann das NAS-System leider überlastet werden. Herausforderungen.
Keine Service-Garantien
NAS-Geräte können keine Garantien für Speicherservices bieten. Benutzer könnten Probleme wie Datenverzögerungen, fehlende Daten und Datenverluste haben. NAS-Geräte sind nicht immer ausreichend zuverlässig, um für missionskritische Vorgänge eingesetzt zu werden.
Welche Einschränkungen gibt es bei On-Premises-NAS?
NAS ist durch seine Unfähigkeit, Leistung in großem Umfang zu liefern, begrenzt.
Management-Komplexität
Die Aufrechterhaltung einer On-Premises-NAS-Infrastruktur kann den Betriebsaufwand erhöhen und die IT-Budgets von Unternehmen mit hohem Budget und Ressourcenbedarf belasten
Schwierig schnell zu skalieren
NAS-Geräte sind auf Festplattenlaufwerke (HDDs) angewiesen, um Daten zu speichern. Wenn zu viele Benutzer gleichzeitig Dateianfragen stellen, kann das NAS-System leider überlastet werden. Herausforderungen.
Keine Service-Garantien
NAS-Geräte können keine Garantien für Speicherservices bieten. Benutzer könnten Probleme wie Datenverzögerungen, fehlende Daten und Datenverluste haben. NAS-Geräte sind nicht immer ausreichend zuverlässig, um für missionskritische Vorgänge eingesetzt zu werden.
Wie können Benutzer die Einschränkungen von NAS überwinden?
Sie können NAS-Einschränkungen überwinden, indem Sie dem Netzwerk weitere NAS-Geräte hinzufügen, sie in ein SAN integrieren oder NAS-Geräte durch Cloud-Speicher ersetzen. Lassen Sie uns die folgenden Optionen erkunden:
Hinzufügen zusätzlicher NAS-Geräte
Um die Speicherkapazität zu erhöhen, können Sie die NAS-Architektur entweder hochskalieren oder aufskalieren. Hochskalierung bedeutet die Verwendung von Speicher-Controller-Software zur Verwaltung mehrerer physischer Laufwerke auf demselben NAS-Server. Aufskalierung bedeutet die Verwendung einer gemeinsamen Software-Kommunikationsschnittstelle namens API zur Verwaltung mehrerer NAS-Server. Durch Aufskalierung können Unternehmen Platz für Milliarden von Dateien schaffen. Konfiguration, Programmierung und Verwaltung sind allerdings kostspielig.
Vereinheitlichter Speicher
Trotz ihrer Unterschiede schließen sich SAN und NAS nicht gegenseitig aus. Sie können diese zu einem SAN-NAS-Hybrid kombinieren, der Ihnen auf demselben System sowohl Protokolle auf Datei- als auch auf Blockebene bietet. Sie können NAS auch zusätzlich zu einem SAN-System betreiben, um Dateisystem-Services zu erhalten. Auf dem Markt sind Geräte mit hybriden SAN/NAS-Komponenten erhältlich.
Cloud-Speicher
Sie können den physischen NAS durch cloudbasierten Dateispeicher ergänzen oder ersetzen. Ein Cloud-Gateway am Edge des Netzwerks des Rechenzentrums eines Unternehmens überträgt Anwendungsdaten zwischen lokalem Speicher und der öffentlichen Cloud. Ein Cloud-Anbieter verwaltet und betreibt die Datenspeicherung als Service. Sie können bei Bedarf auf Speicherplatz zugreifen, dessen Kapazität und Kosten just-in-time ermittelt werden, so dass Sie keine eigene Datenspeicherinfrastruktur kaufen und verwalten müssen. Cloud-Speicher bieten Ihnen Flexibilität, globale Skalierbarkeit und Beständigkeit mit Datenzugriff zu jeder Zeit und an jedem Ort.
Wie kann AWS mit Speicherlösungen helfen?
- Amazon Elastic Block Store (EBS) bietet cloudbasierte, vollständig verwaltete Blockspeicherservices. Sie können On-Premises-SAN-Workloads für missionskritische Anwendungen in die Cloud migrieren. EBS speichert Daten zu geringeren Kosten, ohne dass die Leistung beeinträchtigt wird.
- Amazon Elastic File System (Amazon EFS) ist ein einfaches, Serverless-Set-and-Forget-Dateisystem für AWS-Computing-Services. Sie können sicher und zuverlässig auf Dateien zugreifen und den Speicher je nach Bedarf vergrößern oder verkleinern.
- Amazon FSx for NetApp ONTAP bietet vollständig verwalteten, hochzuverlässigen, skalierbaren, leistungsstarken, gemeinsam genutzten Speicher für Linux-, Windows- und MacOS-Workloads.
- Amazon FSx for OpenZFS bietet vollständig verwalteten freigegebenen Dateispeicher, der auf dem OpenZFS-Dateisystem basiert, von der AWS-Graviton-Prozessorfamilie unterstützt wird und über das NFS-Protokoll (v3, v4, v4.1, v4.2) zugänglich ist.
- Amazon FSx für Windows File Server bietet einen vollständig verwalteten gemeinsamen Speicher, der auf Windows Server aufbaut.
- Amazon Simple Storage Service (Amazon S3) ist ein Objektspeicherservice, der branchenführende Skalierbarkeit, Datenverfügbarkeit, Sicherheit und Leistung bietet.
- Amazon Virtual Private Cloud (Amazon VPC) gibt Ihnen die vollständige Kontrolle über Ihre virtuelle Netzwerkumgebung, einschließlich Ressourcenplatzierung, Konnektivität und Sicherheit.
- AWS Storage Gateway bietet On-Premises-Anwendungen Zugriff auf praktisch unbegrenzten Cloud-Speicher.
- AWS Storage Services bietet eine umfassende Palette von Services zum Speichern, Zugreifen, Steuern und Analysieren von Daten.
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