Definition

Network Attached Storage (NAS)

Network-Attached Storage ist ein Speichertyp dediziert zur Speicherung von Dateien, die als Knoten in einem lokalen Netz (LAN) zur gemeinsamen Nutzung über eine Ethernet-Verbindung bereitgestellt wird.

NAS-Systeme haben in der Regel weder Tastatur noch Display und werden über ein Browser-basiertes Dienstprogramm verwaltet. Jedes NAS-System ist innerhalb des LAN ein unabhängiger Netzwerkknoten mit eigener IP-Adresse.

Ein wichtiger Vorteil von NAS besteht darin, unterschiedlichen Clients am Netz Zugriff auf dieselben Dateien zu ermöglichen. Bevor es NAS gab, betrieben Unternehmen meist Hunderte oder Tausende diskreter Dateiserver, die einzeln konfiguriert und gewartet werden mussten. Braucht man heute mehr Speicherkapazität, lassen sich vorhandene NAS-Systeme einfach mit größeren Festplatten ausrüsten oder zu Clustern zusammenfassen, was vertikale und horizontale Skalierbarkeit bedeutet. Viele NAS-Anbieter stehen in Partnerschaften mit Anbietern von Cloud-Storage-Diensten als zusätzlicher Redundanzschicht zur Sicherung der Dateien.

NAS-Anwendungsfälle

Heimanwender nutzen NAS oft, um Multimedia-Dateien zu speichern und bereitzustellen und für automatische Sicherungsläufe. Viele Smart Homes nutzen NAS als zentralen Storage für intelligente Fernseher und andere Heim-Komponenten im Internet of Things (IoT).

In Unternehmen werden NAS-Arrays als Sicherungsmedium für die Archivierung und die Wiederherstellung nach katastrophalen Zwischenfällen (Disaster Recovery) verwendet. Kann ein NAS-System auch im Servermodus arbeiten, dann lässt es sich als E-Mail-, Multimedia-, Datenbank- oder Printserver in kleinen Unternehmen nutzen. In manche höherwertigen NAS-Produkte  passen genug Festplatten für RAID (Redundant Array of Independent Disks), eine Speichertechnologie, die aus mehreren Festplatten eine logische Einheit macht, um bessere Zugriffszeiten, Hochverfügbarkeit und Redundanz zu erreichen.

NAS-Produktkategorien

NAS-Systeme lassen sich anhand der Zahl der Laufwerke, der Unterstützung der Laufwerke, ihrer Kapazität und Skalierbarkeit in drei grobe Kategorien einteilen.

Hochleistungs- oder Enterprise-NAS: Die Systeme am oberen Ende der Leistungsskale entsprechen dem Bedarf von Unternehmen, die sehr viele Dateien speichern müssen, darunter die Images von virtuellen Maschinen. Highend-NAS liefert schnelle Zugriffszeiten und Clusterfunktionen.

Mittlere Leistungsklasse: Sie eignet sich für Anwender, die einige hundert Terabyte Daten speichern wollen. NAS-Devices der mittleren Leistungsklasse lassen sich normalerweise nicht clustern, was bei der parallelen Nutzung mehrerer Geräte zu Silos mit jeweils getrenntem Dateisystem führt.

Einsteiger- und Desktop-Klasse: Typische Anwender sind kleine Unternehmen und Haushalte, die einen gemeinsam genutzten lokalen Speicher brauchen. Dieser Markt konkurriert zunehmend mit Cloud-NAS-Services.

((Tabelle))

 

Einsatzfeld

Vorteile

Konsolidierung

Vorteile komplexerer Funktionen

Einsteiger-NAS

Schnelle, einfache und getrennte Speicherung von Dateien

Kostengünstig, kein Training erforderlich

Konsolidiert Desktop-Speicher

Vereinfachte Datensicherung

NAS mittlerer Leistung

Gemeinsamer Zugriff auf große Dateimengen

Kostengünstig, leicht bis mehrere TByte skalierbar, keine Spezialkenntnisse nötig

Konsolidiert mehrere Fileserver

Clustering, Snapshots in gleichmäßigen Zeitabständen

Obere Leistungklasse

Gemeinsamer Zugriff auf große Dateimengen, ins SAN integrierbar

Günstig, skalierbar, Migrationsweg vorhanden

Konsolidiert viele Dateiserver, ermöglicht evtl. NAS-SAN-Konsolidierung

Clustering, Replikation, SAN-Gateway, Multiprotokoll-Unterstützung, Management

 

NAS-Einsatz in Unternehmen

Die Tabelle unten nennt fünf verschiedene Einsatzszenarien für NAS im Unternehmen und deren Vor- und Nachteile Für jede Einsatzform reicht ein Netzwerkmanager.

NAS-Konzepte: Vor- und Nachteile

Ansatz

Vorteile

Nachteile

Optimales Umfeld

NAS-Gateways

-Verfügbarer SAN-Speicher kann verwendet werden

-einfache Migrationstools aus einer Hand

-Getrenntes Upgrade von Back- und Frontend

-Kapazität und Leistung sind auf die Speicherkapazität hinter dem Gateway beschränkt

- Große Unternehmensanwender mit SAN

-Konsolidierung auf einen Hersteller

Integriertes NAS

-Kein SAN erforderlich, einfachere Konfiguration

-einfache Migrations-Tools aus einer Hand

-Verglichen mit Gateways sind Leistung, Dateisystem und Kapazität begrenzt

-Leistung lässt sich nur insgesamt oder gar nicht steigern

-kleine oder Enterprise-Anwender ohne SAN

-Konsolidierung auf einen Hersteller

Geclusterte Dateisysteme

-Scale-out möglich

-Serverleistung lässt sich nach Bedarf steigern

-Einige Hersteller unterstützen CIFS nur begrenzt oder gar nicht

-Anwender mit großen Compute-Clustern, die hochleistungsfähigen Dateizugriff brauchen

Parallele Dateisysteme

-Scale-out möglich

-Paralleles File-System steigert Durchsatz und Leistung

-Einige Hersteller unterstützen CIFS nicht oder unterstützen NFS nur begrenzt

-Paralleler Filezugriff ist nur auf einigen Clients vorhanden und benötigt spezielle Client-Software

-Anwender mit großen Compute-Clustern, die hochleistungsfähigen Dateizugriff brauche

-Anwender mit Bedarf nach parallelem Filezugriff

NAS-Aggregatoren

-Konsolidierung heterogener NAS-Speichergeräte

-Ein Namensraum, der mehrere NAS-Speicher einbezieht

-Mehr Overhead

-Zusatzhardware muss installiert, konfiguriert und gewartet werden

-Multibox/Multivendor-Umgebung

-Konfigurierbarkeit und Nutzbarkeit als ein Namensraum

 

Die Entwicklung der NAS-Technologie

Mit der Zeit erweiterte sich die Grundfunktionalität von NAS-Systemen bis hin zur Unterstützung von Virtualisierung. Manche Highend-NAS-Produkte unterstützen heute auch Daten-Deduplizierung, Flash-Speicher, den Zugriff über mehrere Protokolle und Replikation.

Um ein ungeordnetes Nebeneinander vieler NAS-Systeme zu bekämpfen, bieten Hersteller geclusterte NAS-Lösungen an. Ein geclustertes NAS-System besteht aus einem verteilten Filesystem, das gleichzeitig auf mehreren NAS-Knoten läuft. Clustering bietet Zugang zu allen Dateien auf jedem der geclusterten Knoten unabhängig vom physischen Standort der Datei.

Einige NAS-Systeme nutzen Standard-Betriebssysteme (OS) wie Microsoft Windows, andere nutzen proprietäre des Herstellers. Obwohl IP (Internet Protocol) das verbreitetste Datentransportprotokoll ist, unterstützen einige NAS-Systeme mittlerer Leistungsfähigkeit NFS (Network File Protocol), IPX (Internet Packet Exchange), NetBEUI (NetBios Extended User Interface) oder CIFS (Common Internet File System). Produkte am oberen Ende der Leistungsskala verwenden unter Umständen auch GigE (Gigabit Ethernet) für den noch schnelleren Zugriff auf Dateien übers Netz.

Traditionelles und Scale-Out NAS

In einer klassischen NAS-Implementierung bietet der NAS-Head, die Hardware, die die NAS-Steuerungsfunktionen ausführt, über eine Internetverbindung Zugriff auf die dahinter liegenden Speichersysteme. Scale-Out-NAS bedeutet einfach, dass der Speicheradministrator leistungsfähigere Heads und zusätzliche Festplatten installiert hat, um die Kapazität zu erhöhen.

NAS versus DAS

Direkt angebundene Storage (DAS) besteht aus Speicher in einem dedizierten Server oder daran angebundenen Speichersystem, der ansonsten nicht vernetzt ist. Um auf Dateien zuzugreifen, die auf DAS gespeichert sind, müssen Endanwender physisch auf das Gerät haben, auf dem die Dateien stehen. Der Vorteil von DAS liegt in der besseren Leistungsfähigkeit im Vergleich mit NAS, was besonders für rechenintensive Anwendungen wichtig ist. Nachteilig an DAS ist, dass der Speicher in jedem Gerät für sich verwaltet werden muss. Das kann das Verwalten und Teilen der Dateien komplizieren.

SAN/NAS-Konvergenz

Bis vor kurzem haben technologische Barrieren File- und Block-Storage voneinander getrennt. Beide wurden jeweils separat verwaltet, beide hatten spezifische Stärken und Schwächen. Viele Speichermanager sehen Block-Speicher als die hochwertigste und File-Speicher als eher kostengünstige Speicherklasse. Das ist verständlich, wenn man die bedeutende Rolle geschäftskritischer Datenbanken, die auf SANs gespeichert werden, bedenkt.

Heute versuchen die Hersteller, die Speicherung sehr großer Dateien zu verbessern, indem sie die beiden Welten durch hybride SAN/NAS-Lösungen zusammenführen. So können Unternehmen Block- und Datei-basierende Daten auf denselben Speichersystemen zusammenführen. Unternehmen, die den Betrieb von SAN und NAS kombinieren wollen, haben die Qual der Wahl zwischen fast zu vielen Möglichkeiten, einschließlich selbständiger NAS-Gateways, SAN-Lösungen mit integrierten NAS-Funktionen und NAS-Systemen, auf denen Block- und File-Ein-/Ausgaben über dieselben Switches fließen können.

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Diese Definition wurde zuletzt im Mai 2016 aktualisiert

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