Что такое, для чего нужен и как выбрать nas?

Сетевые хранилища на виртуальных и выделенных серверах

К важной функции сетевых накопителей относится резервирование данных. К сожалению, часто накопители данных выходят из строя

Причем это может быть не только старый жесткий диск, но и сравнительно новый. Поэтому главным правилом является постоянное резервирование данных. Если не хотите потерять информацию, она должна быть не только записана, но и продублирована на другом физическом диске.

Иногда путают локальный диск с физическим. Локальный диск может быть, как отдельным девайсом, так и просто разделом на одном и том же диске. Во втором случае, информация погибнет на всех разделах при его крушении.
Сетевое хранилище должно поддерживать возможность создания виртуального сервера для ускорения работы и повышения надежности работы всей системы. При помощи виртуализации данных вся информация формируется в единый массив, и доступ к ней не зависит от количества жестких дисков, выделенных пользователю или устройству.

История

Развитие сетевых технологий привело к появлению двух сетевых решений для СХД – сетей хранения Storage Area Network (SAN) для обмена данными на уровне блоков, поддерживаемых клиентскими файловыми системами, и серверов для хранения данных на файловом уровне Network Attached Storage (NAS). Чтобы отличать традиционные СХД от сетевых был предложен еще один ретроним – Direct Attached Storage (DAS).

Появлявшиеся на рынке последовательно DAS, SAN и NAS отражают эволюционирующие цепочки связей между приложениями, использующими данные, и байтами на носителе, содержащим эти данные. Когда-то сами программы-приложения читали и писали блоки, затем появились драйверы как часть операционной системы. В современных DAS, SAN и NAS цепочка состоит из трех звеньев: первое звено – создание RAID-массивов, второе – обработка метаданных, позволяющих интерпретировать двоичные данные в виде файлов и записей, и третье – сервисы по предоставлению данных приложению. Они различаются по тому, где и как реализованы эти звенья. В случае с DAS СХД является «голой», она только лишь предоставляет возможность хранения и доступа к данным, а все остальное делается на стороне сервера, начиная с интерфейсов и драйвера. С появлением SAN обеспечение RAID переносится на сторону СХД, все остальное остается так же, как в случае с DAS. А NAS отличается тем, что в СХД переносятся к тому же и метаданные для обеспечения файлового доступа, здесь клиенту остается только лишь поддерживать сервисы данных.

Появление SAN стало возможным после того, как в 1988 году был разработан протокол Fibre Channel (FC) и в 1994 утвержден ANSI как стандарт. Термин Storage Area Network датируется 1999 годом. Со временем FC уступил место Ethernet, и получили распространение сети IP-SAN с подключением по iSCSI.

Идея сетевого сервера хранения NAS принадлежит Брайану Рэнделлу из Университета Ньюкэстла и реализована в машинах на UNIX-сервере в 1983 году. Эта идея оказалась настолько удачной, что была подхвачена множеством компаний, в том числе Novell, IBM, и Sun, но в конечном итоге сменили лидеров NetApp и EMC.

В 1995 Гарт Гибсон развил принципы NAS и создал объектные СХД (Object Storage, OBS). Он начал с того, что разделил все дисковые операции на две группы, в одну вошли выполняемые более часто, такие как чтение и запись, в другую более редкие, такие как операции с именами. Затем он предложил в дополнение к блокам и файлам еще один контейнер, он назвал его объектом.

OBS отличается новым типом интерфейса, его называют объектным. Клиентские сервисы данных взаимодействуют с метаданными по объектному API (Object API). В OBS хранятся не только данные, но еще и поддерживается RAID, хранятся метаданные, относящиеся к объектам и поддерживается объектный интерфейс. DAS, и SAN, и NAS, и OBS сосуществуют во времени, но каждый из типов доступа в большей мере соответствует определенному типу данных и приложений.

Подробнее об эволюции СХД читайте здесь.

Организация файловых систем

Структура пула

NAS будет содержать различные прикладные системы, описание которых приведено ниже.
Каждая система добавляет свой каталог в фиксированные точки структуры каталогов пула, но имена каталогов для каждой системы будут описаны при её проектировании.

Ниже приведена файловая структура пула, общая для всех систем:

На диаграмме:

• — данные служб, запущенных в Docker.
  • — служебные файлы докера. Это отдельная ФС, и требуется для того, чтобы докер не засорял снэпшотами.
  • — описание контейнеров (например, файлы dockercompose) и их служебные файлы.
• — хранилище является корнем, в котором создаются хранилища для пользовательских приложений. Внутри подкаталога для приложения, приложение вольно располагать данные так, как считает нужным.
• — репозитории. Здесь будут храниться пользовательские данные под версионным контролем. Поскольку я планирую использовать только Git, там будут содержатся непосредственно репозитории. Но вообще, в данном каталоге могут быть подкаталоги для разных систем контроля версий.
• — хранилище является корнем, в котором создаются хранилища для пользовательских данных:
  • books — здесь хранится пользовательская библиотека.
  • music — музыка пользователей.
  • videos — видео.
  • pictures — различные изображения и фотографии.
  • Хранилища пользователей (по их именам).
• — хранилище является корнем, в котором создаются хранилища для пользовательских приложений. Повторяет структуру в .
• — хранилище является корнем, в котором создаются хранилища для пользовательских данных. Повторяет структуру в .

Хранилище выделено на перспективу: оно будет реализовано в случае расширения дискового пространства.

Western Digital WDBCTL0030HWT-EESN

А это уже решение, как говорится, от производителя. Western Digital с сложным индексом предлагает готовое NAS, в недрах которого уже прячется 3-терабайтный 3,5-дюймовый накопитель (при желании его можно заменить на HDD до 10 ТБ). В общем, устройство для тех, кто не хочет заморачиваться на доработку. Девайс достаточно компактен и выполнен в стиле «хай-тек», который подойдет как для дома, так и для офиса. В угоду компактности пришлось пожертвовать системой активного охлаждения, так что заслонять вентиляционные отверстия крайне не рекомендуется.

Среди прочих преимуществ — 6-гигабитный SATA, стальной кожух белого корпуса, USB третьего поколения и гигабитный Ethernet. Стоит этот симпатяга 11 170 руб. При этом львиная доля стоимости приходится на жесткий диск.

Главные критерии выбора NAS

При выборе NAS следует учитывать все факторы, которые повлияют на удобство использования техники, непрерывность доступа и объемы хранящейся информации. Основными параметрами можно назвать:

1. Число и форм-фактор отсеков для накопителей. Для дома хватит 1-2 отделений, для установки в офисе стоит предусмотреть не меньше 3.
2. Рекомендованный размер всех дисков. Зависит от выполняемых техникой задач. Для работы с большими объемами данных стоит выбрать не меньше 6-8 ТБ, для хранения документации и аудиофайлов – около 2 ТБ. Универсальный вариант для дома и офиса – диски на 4 ТБ.
3. Поддержка уровней RAID – технологии, объединяющей все накопители в общий блок, увеличивая быстродействие системы. Если дублирование данных не требуется, достаточно выбрать RAID 1, для максимальной защиты информации – RAID 10.
4. Аппаратная часть устройства – мощность процессора и объем оперативной памяти. Чем выше их производительность, тем быстрее будут обрабатываться данные NAS.
5. Поддержка интерфейсов. Наличие Wi-Fi обеспечивает беспроводное подключение к сети, LAN (RJ 45) – проводное. Порты USB позволяют подключать дополнительные накопители или флешки для передачи или резервного копирования файлов.

Стоит обратить внимание и на программные функции NAS – в первую очередь, на сервер FTP, позволяющий добавлять новых пользователей и разграничивать для них права, а также продолжать загрузку данных после разрыва соединения. Поддержка IP-видеонаблюдения дает возможность получать информацию с внешних камер, принт-сервера – пользоваться удаленной печатью

Доступ через «облако» позволяет подключаться к NAS из любой точки мира, а возможность установки дополнительных программ расширяет возможности сетевого хранилища. Все эти функции – не обязательны, но довольно полезны

Поддержка IP-видеонаблюдения дает возможность получать информацию с внешних камер, принт-сервера – пользоваться удаленной печатью. Доступ через «облако» позволяет подключаться к NAS из любой точки мира, а возможность установки дополнительных программ расширяет возможности сетевого хранилища. Все эти функции – не обязательны, но довольно полезны.

История

В начале 1980 г. Брайан Ранделл (англ. Brian Randell) и его коллеги из Ньюкаслского университета разработали и показали удалённый доступ к файлам между несколькими машинами UNIX.

В 1983 г. компанией Novell была выпущена операционная система NetWare и протокол NCP

В 1984 г. компанией Sun Microsystems был разработан сетевой протокол NFS, позволивший клиентам легко получить доступ к общим ресурсам, находящимся на сервере. Данный протокол остается актуальным.

Компанией Microsoft была разработана сетевая операционная система и собственный протокол.

Компания 3Com первой выпустила проприетарное серверное ПО 3Server и 3+Share.

Вдохновленные успехами Novell, IBM и Sun, несколько фирм начали разработку специализированных NAS. В то время как 3Com была одной из первых фирм по созданию специализированного NAS для настольных операционных систем, Auspex Systems одна из первых разработала выделенный сервер NFS для использования на рынке UNIX. Группа инженеров Auspex откололась в начале 1990-х годов, чтобы создать интегрированный NetApp filter, который поддерживал как CIFS Windows, так и протоколы NFS UNIX, а также обладал превосходной масштабируемостью и простотой развертывания. Это дало начало проприетарным NAS-устройствам, которые теперь возглавляют NetApp и EMC Celerra.

Начиная с начала 2000-х годов появилась серия стартапов, предлагающих альтернативные решения с одним фильтром в виде кластерных NAS — Spinnaker Networks (приобретенных NetApp в феврале 2004 г.), Exanet (приобретенных Dell в феврале 2010 г.), Gluster (приобретенный RedHat в 2011 году), ONStor (приобретенный LSI в 2009 году), IBRIX (приобретенный HP), Isilon (приобретенный EMC — ноябрь 2010 года), PolyServe (приобретенный HP в 2007 году), Panasas и другие.

В 2009 году поставщики NAS (в частности, CTERA Networks и Netgear) начали внедрять online backup, интегрированные в свои устройства NAS, для онлайн-восстановления после сбоя.

В последнее время получают распространение так называемые мини-серверы, в которых функции NAS объединены с дополнительными службами, как например, фотогалерея, медиа-центр, BitTorrent и eMule клиенты, почтовый сервер, станция видеонаблюдения и т. д. Такие устройства предназначены, в первую очередь, для SOHO-рынка, поэтому в них редко устанавливается более 4 жёстких дисков. Основное преимущество таких систем состоит в их низкой стоимости по сравнению с полноценными серверами и высокой степени интеграции.

Synology DS216j

Вернемся к Synology. Данное решение значительно расширяет функционал своего собрата, так как предлагает уже две корзины для обоих форматов HDD с подключением через SATA, 6 Гб/с. При этом NAS построен на более производительном процессоре Marvell Armada 370 с 512 МБ оперативной памяти. Хранилище выполнено в том же стиле, однако по понятным причинам занимает больше рабочего пространства. Есть поддержка фирменной технологии Synology Hybrid RAID, предназначенной для упрощения развертывания тома хранилища, а также реализована работа с HFS+ и NTFS. Короче, настроить и оптимизировать девайс не составит труда даже неопытному пользователю. Не обошлось и без возможности горячей замены дисков. Интерфейсы — Ethernet и два USB 3.0.

Особо стоит отметить эффективную систему охлаждения с 92-миллиметровым кулером и собственное энергопотребление, равное всего 15 Вт. Кстати, всего логических томов на HDD можно создать аж 250 штук, благо общий объем накопителей может достигать 20 ТБ. Таким образом, Synology DS216j создан либо для очень требовательного пользователя, либо для офиса. Стоит сетевое хранилище для такого уровня недорого — всего 13 856 руб.

Описание

NAS-узел — представляет собой отдельный компьютер или специализированное устройство, основным предназначением которого является предоставление сервисов для хранения данных другим устройствам в сети. Операционная система и программы NAS-модуля обеспечивают работу хранилища данных и файловой системы, доступ к файлам, а также контроль над функциями системы. Устройство не предназначено для выполнения обычных вычислительных задач, хотя запуск других программ на нём может быть возможен с технической точки зрения. Зачастую NAS системы имеют скудный графический или консольный интерфейс или не имеют его вовсе, а все настройки и манипуляции производятся через web-интерфейс.

Полнофункциональная операционная система не нужна на устройстве NAS, поэтому часто используется урезанная операционная система. Например, FreeNAS или NAS4Free, оба решения NAS с открытым исходным кодом, реализованы как урезанная версия FreeBSD.

Системы NAS содержат один или несколько жестких дисков, которые объединены в RAID массивы с возможностью восстановления данных при сбое. Сейчас часто используется RAID 5,6.

NAS использует сетевые протоколы, такие как NFS (популярные в системах UNIX), SMB (используется в системах семейства Windows NT), AFP (используется в системах Apple Macintosh) или NCP (используется в OES и Novell NetWare). Обычно у систем NAS присутствует множество протоколов.

Данное делегирование обязаностей хранения данных дает ряд преимуществ:

• Обеспечивает надёжность хранения данных
• Лёгкость доступа для многих пользователей
• Лёгкость администрирования
• Масштабируемость

NAS системы позволяют использовать такое решение как кластеры для высоко нагруженных приложений.

NAS для медиатеки

Предлагаем три интересные модели NAS, которые справятся с ролью домашних файловых хранилищ для мультимедийных файлов и просто важных пользовательских данных.

QNAP TS-231P

Отлично подходит для дома или небольшого офиса, справится с хранением медиатеки и резервных копий данных. У QNAP TS-231P лаконичный дизайн в бело-серых тонах и элегантный корпус из прочного матового пластика. На центральной панели есть кнопки управления и один USB-порт.

Сервер рассчитан на два отсека, в каждый из которых можно поместить по одному HDD-накопителю объемом в несколько терабайт, есть два LAN-порта и реализована поддержка RAID-массивов. QNAP TS-231P можно использовать в качестве облачного сервера (для настройки идет утилита myQNAPcloud), bittorrent-клиента и автоматического бэкапирования данных с компьютеров, работающих на ОС Linux, Windows и OSX. Также сервер поддерживает синхронизацию с внешними облачными сервисами вроде Яндекс.Диска или Dropbox.

Плюсы: соотношение цены-качества, большой список поддерживаемых мультимедийных функций, стильный дизайн.

WD My Cloud PRO PR2100

Компания Western Digital хорошо известна своими дисковыми накопителями. На этот раз она предлагает надежный сервер, построенный на базе процессора Intel Pentium N3710 и 4 ГБ ОЗУ. От конкурентов эту модель отличает двойной металлический корпус, которому очень сложно нанести механические повреждения в домашних условиях. Специальных салазок под более современные накопители здесь нет, потому придется работать только с традиционными 3,5-дюймовыми HDD.

Плюсы: скорость, стабильная работа, прочный корпус.

Synology DS718+

Тайваньский производитель давно специализируется на производстве сетевых устройств хранения и считается лидером в NAS-индустрии для малого бизнеса и домашних сетей. Связка из процессора Intel Celeron J3455 и 2 ГБ оперативной памяти (можно увеличить до 6 ГБ) делает его достаточно шустрым в работе, а два гигабитных LAN и три USB 3.0 обеспечивают быстрый обмен данными с другими устройствами по локальной сети и не только.

На этот раз дизайнеры разнообразили строгий корпус декоративной решеткой кулера, но по-прежнему использовали темные тона в оформлении. Система умеет транскодировать видео в 4K/1080p в режиме реального времени и быстро копировать данные с внешних накопителей. Для резервного копирования по расписанию используется встроенная утилита Snapshot Replication, предусмотрена синхронизация с облачным хранилищем и восстановление поврежденных файлов в автоматическом режиме.

Всем этим управляет собственная ОС Synology DSM, через которую можно настроить различную функциональность NAS: сделать его bittorrent-клиентом, почтовым или мультимедийным сервером.

Плюсы: возможность увеличения объема ОЗУ в три раза, воспроизведение 4К видео, большой набор мультимедийных функций.

Поделиться