Сетевое хранилище NAS — что это такое, для чего оно нужно, как подобрать необходимую модель

Что такое Network-Attached Storage?

Network-attached storage (NAS) – это файловое хранилище, которое обеспечивает непрерывный доступ к данным для сотрудников с целью эффективной совместной работы по сети. Любая компьютерная сеть имеет взаимосвязанные серверные машины и клиентские машины, которые отправляют запросы на серверы. Устройства NAS – это специальные серверы, которые обрабатывают только запросы на хранение данных и обмен файлами. Они предоставляют быстрые, безопасные и надежные услуги хранения для частных сетей.

Описание

NAS-узел — представляет собой отдельный компьютер или специализированное устройство, основным предназначением которого является предоставление служб 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 обязанностей 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.

История появления и развития

Впервые удаленный файловый доступ, реализованный между несколькими UNIX-машинами, был разработан и продемонстрирован в 1980 году сотрудниками университета Ньюкасла. Руководителем проекта был Б. Ранделл. Спустя три года корпорация Novell представила релиз операционной системы NetWare, а также протокола обмена данными NCP. В 1984 г. появился еще один стандарт — NFS. Версия, предложенная Sun Microsystems, обеспечивала свободное подключение к серверу с ресурсами, и остается актуальной по сей день.

Не осталась в стороне и Microsoft, результатом разработок которой стала первая сетевая ОС, LAN Manager. Компания 3Com, в свою очередь, выпустила проприетарное серверное программное обеспечение — 3 Server и 3+Share.

Перспективность нового направления, а также успехи, достигнутые первопроходцами, вдохновили сразу несколько студий на создание собственных специализированных NAS. Auspex Systems предложила один из первых выделенных NFS-серверов для устройств на UNIX, а часть бывших сотрудников фирмы, организовавших стартап в начале 90-х, вскоре представили общественности интегрированный NetApp Filter, совместимый с CIFS Windows, и предлагающий широкий спектр возможностей и удобных инструментов для масштабирования и развертывания. Результат лег в основу массового распространения Network Attached Storage, возглавляемыми EMC Celerra, а также уже упомянутым NetApp.

Начало XXI века ознаменовалось появлением целого ряда проектов, нацеленных на альтернативные решения с одним фильтром, в качестве которого выступали кластерные сетевые хранилища. Среди наиболее заметных стоит упомянуть Spinnaker Networks, Exanet, Gluster и Isilon. В конечном счете все стартапы были приобретены более крупными игроками рынка, включая Dell, HP и LSI. С 2009 г. ряд поставщиков, такие как CTERA и Netgear, приступили к внедрению онлайн-бэкапов, интегрированных в NAS, и позволяющих восстановить данные в случае технического сбоя.

В последние годы все большую популярность получают многофункциональные мини-серверы, объединяющие целый ряд вспомогательных служб. Подобные устройства ориентированы на SOHO-рынок, что обуславливает ограничения по количеству устанавливаемых жестких дисков, и обеспечивает доступную стоимость предлагаемых решений.

Сравнение с SAN

В случае NAS данные хранятся на некоем сервере с локально подключённым массивом дисков, и в сеть для других компьютеров они предоставляются в виде файлов по высокоуровневым прикладным протоколам (SMB/CIFS, NFS, FTP, SFTP, HTTP, WebDAV, DC, BitTorrent и др.)

В случае SAN есть хранилище данных — дисковый массив. Дисковый объём этого хранилища нарезается на логические единицы LUN (Logical Unit Number) и клиентам предоставляются именно LUN’ы (то есть куски дискового пространства). Созданием в этом дисковом пространстве, предоставленном хранилищем, дисковых разделов, файловых систем и размещением файлов занимается уже тот сервер, которому был презентован этот LUN. Само хранилище знает только о LUN’ах, и не знает ничего о более высокоуровневых логических структурах на этом диске (типа файловых систем и файлов).

Почему устройства NAS важны?

Крупные и малые предприятия во многих отраслях выбирают решения NAS, поскольку они предлагают эффективное, масштабируемое и недорогое хранилище. По сравнению с другими серверами файловые серверы NAS обеспечивают более быстрый доступ к данным, являются более простыми в настройке и управлении. Такие серверы могут поддерживать различные бизнес-приложения, включая частные системы электронной почты, бухгалтерские базы данных, платежные ведомости, запись и редактирование видео, регистрацию данных и бизнес-аналитику.

Локальные центры обработки данных для организаций

Локальный центр обработки данных использует облачные вычислительные ресурсы собственного центра обработки данных организации. Организация может самостоятельно владеть локальным центром обработки данных или арендовать его, при этом полностью управляя им без участия третьей стороны. Локальный центр обработки данных также называют «частным облаком». Устройства NAS можно использовать для развертывания локального центра обработки данных в качестве частного облачного хранилища вашей организации.

Гибкие решения для локального хранения данных для малого бизнеса

Системы NAS можно настраивать в зависимости от размера и требований организации.

NAS или ноутбук?

А зачем тогда нужен NAS, если можно воспользоваться, например, ноутбуком или стационарным компьютером? Во-первых, сетевое хранилище рассчитано на постоянную круглосуточную круглогодичную работу. NAS всегда доступно, и на нём всегда есть свободное место. Можно с его помощью на домашнем smart-телевизоре или планшете просматривать фильмы.  А можно смотреть фото или видео из прошлого отпуска через Интернет, находясь в гостях. А также наблюдать, что делает кот во время Вашего отсутствия. Вы можете сохранить на NAS’е важные документы и работать с ними вместе со своими коллегами, где бы ни находились.

Резервирование информации

Главное, что обеспечивает сетевое хранилище, — это резервирование информации. Причина потери данных в 78% случаев — отказ оборудования. Ещё 11% случаев происходят из-за человеческой ошибки.

Если жёсткий диск на ноутбуке выйдет из строя, то Вы и Ваша семья потеряете все данные. В случае с NAS вся информация сохранится, Вам нужно будет просто купить ещё один диск.

NAS или облачные сервисы?

А почему тогда не воспользоваться облачными хранилищами, спросят некоторые.

Смартфоны в настоящее время снимают фото в высоком разрешении и видео 4K, плюс десяток-другой любимых фильмов — вот уже и сотни гигабайт мало. Использовать разные облака, например, Яндекс.Диск и Google Диск не очень удобно, и можно запутаться, где что лежит. Доплачивать за дополнительные терабайты  — неэкономно и требует регулярной оплаты сервиса.

Некоторым людям важна конфиденциальность их фото- и видеоархивов, что, как мы знаем, иногда не способны обеспечить облачные хранилища. С помощью NAS Вы получаете персональный облачный сервис, практически не ограниченный в размерах.

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.

Функции сервера NAS

Сетевой сервер NAS – это не просто набор жестких дисков, к которым можно получить удаленный доступ. Он имеет и ряд функций, появившихся и развившихся в процессе цифровой трансформации. Сейчас сетевые хранилища NAS оснащаются мощными CPU и операционными системами, которые помогают организовывать и автоматизировать управление данными в NAS.

Использование NAS позволяет защитить данные на разных устройствах в сети от потери, стихийных бедствий и пр. Поэтому NAS обеспечивает следующее:

• Резервирование актуальных данных со всех устройств пользователей в сети, как мобильных, так и фиксированных.
• Организацию всех медиафайлов, документов и других данных в более наглядной форме, с легким доступом с любого сетевого устройства.
• Управление доступом к различным данных для различных пользователей, работающих в сети.
• Развертывание веб- и почтовых серверов, что означает, что вы можете организовать на NAS-сервере личную или корпоративную почту с неограниченным числом почтовых ящиков, а также развернуть на сервере NAS корпоративный веб-сайт.
• Получение доступа к данным с различных компьютерных платформ: iOS, Windows, Android, доступ к управлению самим сервером, а также коммуникацию между различными NAS-серверами.
• Различные варианты постоянной синхронизации данных между устройствами и между сетевыми серверами NAS, если их в сети несколько, таким образом, можно обеспечить полную сохранность всех актуальных данных.
• Общий информационный хаб между данными с устройств различных платформ, например Mac и Windows, которые обычно между собой плохо «дружат».

И это далеко не все функции, которые можно получить от сервера NAS.

Пример сервера NAS

Устройство сервера NAS

Итак, сетевой сервер NAS – это компьютер (хотя внешне может быть на него и непохож), подключенный к сети и выполняющий функцию файлового сервера или СХД для устройств в сети. Хотя на нем и можно запускать другие приложения, кроме NAS, однако сервер NAS не рассчитан на то, чтобы работать в качестве сервера общего назначения. Например, у хранилища NAS обычно нет ни клавиатуры, ни монитора (кроме, возможно, самого простейшего). Управляется и конфигурируется сервер NAS через веб-интерфейс от управляющего компьютера.

Полнофункциональная операционная система для сетевого хранилища также не нужна, обычно используется лишь ОС с усеченными функциями, например FreeNAS или NAS4Free, которые являются усеченными вариантами FreeBSD, а также ZFSGuru. Кроме того, используются ОС для NAS на основе Solaris — NexentaStor и на основе Linux — Open-E, OpenMediaVault, RockStor.

Система NAS содержит один или более дисковых приводов, часто организованных в резервированные контейнеры хранения или в RAID.

В NAS используются файловые протоколы, такие как NFS (для систем UNIX), SMB (Server Message Block) (для MS Windows), AFP (для компьютеров Apple) или NCP (для OES и Novell NetWare). Системы NAS обычно содержат многие из этих протоколов с целью свободы для пользования.

Список возможных протоколов, используемых в NAS:

• Andrew File System (AFS).
• Apple Filing Protocol (AFP).
• Server Message Block (SMB).
• File Transfer Protocol (FTP).
• Hypertext Transfer Protocol (HTTP).
• Network File System (NFS).
• rsync.
• SSH file transfer protocol (SFTP).
• Universal Plug and Play (UPnP).

Ключевое отличие NAS от DAS (direct-attached storage, это может быть, например, обычная USB-флешка) в том, что DAS – это просто расширение существующего диска сервера, который может быть и не подключен к сети. NAS – это законченное устройство для предоставления доступа к файлам в сети. Доступность данных в NAS усиливается использованием RAID или кластеризации, чего в DAS не бывает.

Также сеть NAS имеет преимущество перед DAS, поскольку устройство NAS может быть точно настроено для доступа к файлам, что обычно не делается для серверов, выполняющих в сети другие задачи.

Отличие NAS от SAN (Storage Area Network) в том, что NAS предоставляет не только СХД, но и файловую систему. SAN может обеспечить только блочное хранение данных, а файловую систему для нее нужно организовывать отдельно. Протоколы SAN включают Fibre Channel, iSCSI, ATA over Ethernet (AoE) и HyperSCSI.

То есть NAS в клиентской ОС видна как файловый сервер, в то время как SAN виден в системе просто как диск, который можно отформатировать и смонтировать при помощи файловой системы.

Несмотря на различия, устройства SAN и NAS не являются взаимоисключающими решениями и могут комбинироваться как гибрид SAN-NAS, предлагающий протоколы как файлового хранения (NAS), так и блочного хранения (SAN) в одной системе. Таким гибридом является, например, Openfiler, бесплатный программный продукт для Linux-систем.

NAS-хранилище для офиса

Офисные служащие тоже оценят преимущества NAS-хранилищ. Еще недавно все рабочие файлы размещали на обычном сервере. Но при большой нагрузке это хранилище становилось неэффективным. Облако, как и в предыдущем варианте (для семьи), дорогое и небезопасное — в случае кибератаки легко потерять контроль над информацией. NAS-хранилище по доступным ценам позволит сотрудникам компании быстро и беспрепятственно обмениваться файлами, открывать совместный доступ для работы с отдельными документами, размещать огромные объемы информации.

Преимущества NAS в роли домашнего медиасервера

Экономичный. В отличие от компьютера или полноценного сервера, NAS потребляет меньше электроэнергии. Это важно, так ему приходится работать круглосуточно.

Надежный. Здесь NAS на голову впереди флешек, портативных накопителей и даже некоторых облачных сервисов. В файловом сервере можно настроить резервное копирование по расписанию (в том числе в облако) и не переживать, что данные пропадут безвозвратно.

Универсальный. Вы можете использовать один NAS или объединить несколько файловых серверов в единую систему.

Управляемый. Сервер легко администрировать, можно создавать сколько угодно пользователей и давать им уникальные права доступа к любой папке и файлу.

Еще NAS имеет компактные габариты и эргономичный корпус, потому его легко спрятать от посторонних глаз в стандартной квартире. Он адаптирован для работы full-time, потому не шумит и потревожит вас даже в спальне. Все основные функции уже настроены и готовы к работе — их просто нужно активировать и приступать к копированию данных.

Вам точно понадобится домашний NAS, если вы увлекаетесь фотографией и храните много файлов в RAW-формате, предпочитаете хранить видео в BluRay, а музыку — в FLAC, регулярно делаете бэкапы важных данных, у вас есть система видеонаблюдения за домом. Также NAS станет отличным центром активностей для  умного дома и пригодится там, где в домашнюю сеть объединены несколько компьютеров и ноутбуков разных членов семьи.

Требования к NAS как медиацентру

NAS в роли медиацентра должен отвечать таким критериям: хранить большие объемы данных, поддерживать резервное копирование, быстро и бесшумно работать, легко настраиваться и управляться.

Одно из качеств, за которое так любят NAS, — это его надежность. Она реализована следующим образом: в NAS устанавливают два или больше жестких накопителей, которые объединяют в RAID-массив. Таким образом, все данные будут записываться на оба диска параллельно. Скорость записи будет ниже, и реальный доступный объем будет равен объему одного диска, но так вы убережете себя от потери ценных данных. Вряд ли кому-то еще раз удастся снять на видео первые шаги или выпускной ребенка.

Существуют NAS, которые рассчитаны только на один жесткий накопитель. В таком случае можно использовать другие способы резервирования информации — например, копировать ее в облачный сервис, который предлагает производитель сетевого хранилища, или альтернативу вроде Яндекс.Диска.

Клиенты ОнЛайм могут пользоваться продвинутой Pro-версией Яндекс.Диска на выгодных условиях. Вы получите расширенный объем, доступ с любых устройств и приоритет при обращении в службу поддержки.

В комплекте с NAS часто идут жесткие накопители, но бывают исключения. Например, в некоторых моделях от QNAP и Synology вам придется самостоятельно купить и уставить необходимые для работы диски. А вот программные средства, позволяющие автоматизировать настройку и дальнейшее использование файлового сервера, есть всегда, но набор ПО будет отличаться у разных производителей и разных моделей устройств.

В IT-сообществах популярна тема сборки NAS своими руками из подручных средств. Действительно, специалисту легко подобрать необходимые компоненты, собрать их и в одну систему и настроить работу медиасервера. Но если у вас подобных навыков нет, но есть потребность хранить домашнюю медиатеку, выход один — купить готовое решение. На рынке представлено большое количество доступных NAS, которые подходят для малого бизнеса и домашнего использования. Самыми популярными являются Synology, QNAP, ASUStor и Western Digital (WD).

Самостоятельная сборка

Развитие технологий и доступность комплектующих сделали достаточно актуальной идею собственноручного создания конфигураций подобного рода. Однако для реализации замысла важно иметь не только базовые навыки, но и детальное представление о том, что такое сетевое хранилище данных NAS, и для чего это нужно. Чаще всего собранные стореджи используются как домашние медиа серверы, на которых хранятся фотографии, видео, музыка и другие файлы.

Какие диски ставить

Производители, выпускающие NAS-хранилища без дисков, советуют ставить модели, прошедшие тест на совместимость с устройством. Также следует найти специальную метку, подтверждающую возможность применения конкретного диска в сетевом хранилище. Она присваивается серверным накопителям, способным работать круглосуточно в течение длительного времени и прошедшим соответствующую проверку. Обычные жесткие диски в такой диагностике не нуждаются, т. к. функционируют в более щадящем режиме.

Производитель делит диски на категории — для дома, офиса, малых и крупных предприятий. Различия наблюдаются в объеме, производительности и функционале накопителей.

Режимы работы

Диски могут работать в различных режимах:

1. Отдельно друг от друга. В этом случае, если один диск выйдет из строя, информация на нем может быть утеряна насовсем.
2. Зеркально. Один диск копирует себе данные с основного накопителя и используется как резервное хранилище. Это позволяет целиком сохранить данные при сбое на одном из дисков.
3. JBOD — объединение жестких дисков, которое хранилище видит как единый сетевой накопитель. При этом пользователь может настроить доступ к каждому диску и размещать на них сведения. Если один из накопителей выйдет из строя, пострадает вся файловая система, а информация, хранящаяся на нем, может быть утеряна.
4. Объединенно — распределение сведений плюс зеркалирование на 3 и более дисках. Здесь идет копирование информации массива накопителей, чтобы в случае отказа одного диска возможно было восстановить все сведения и гарантировать бесперебойность работы. Это особенно актуально для компаний, где высока необходимость обеспечения надежности и производительности.

Нюансы передачи мультимедийных файлов

Если вы собираетесь передавать мультимедиа на компьютеры, смартфоны, ТВ и т. д., то изучите спецификацию NAS-хранилищ и узнайте, с какими видами файлов они работают. Возможно, некоторые популярные форматы не поддерживаются. Сегодня выпускают модели, способные в реальном времени преобразовать видеофайлы высокого разрешения так, чтобы конкретное устройство смогло принять и распознать их. Пока это достаточно редкая и дорогая опция. Сейчас такая возможность доступна для преобразования видеофайлов низкого разрешения, но необходим мощный процессор NAS-хранилища.

Уровень шума

Некоторые модели даже под большой нагрузкой еле слышны, другие даже во время простоя издают достаточно сильный шум. Работать сетевое устройство должно постоянно, и отсутствие шумоизоляции может со временем начать раздражать.

Тип резервирования

Предлагаются модели с одним слотом под накопитель (жесткий диск, HDD), двумя слотами, четырьмя и так далее. Модель с одним слотом не позволяет резервировать информацию. Она подойдет только в случае, если Вы храните всю информацию на компьютере / ноутбуке и смартфоне, а NAS используете для резервного хранения и передачи данных.

Модели с двумя и большим количеством дисков позволят обеспечить сохранность данных в случае выхода из строя одного HDD.

Производитель

У каждого производителя есть свои преимущества и недостатки. На рынке сотни моделей сетевых накопителей от десятка производителей. У одних развитый пользовательский интерфейс, как, например, у QTS. Synology, который делает красивую и быструю оболочку для своих устройств. У продуктов ASUS стильный дизайн. Western Digital предлагает модели с предустановленными HDD, оптимизированными для данных устройств.

Наличие разнообразных портов

Производитель оснащает NAS-хранилище различными портами, упрощающими работу:

• USB. Обычно это 1 или 2 разъема. К USB 2.0 подключают принтер (ему высокая скорость не нужна), а к 3.0 — внешний жесткий диск. Когда эти устройства в сети, другие пользователи тоже имеют к ним доступ.
• Ethernet. Дорогие модели имеют 1 или 2 порта. Внимательно изучите этот нюанс. Вы можете переплатить за высокую скорость передачи данных по Ethernet, а установленные в NAS-хранилище жесткие диски будут работать заметно медленнее.
• PCI — для использования более мощных сетевых карт.
• HDMI — для преобразования хранилища в сервер мультимедиа с непосредственным подключением к ТВ.

На некоторых моделях установлена кнопка копирования информации на внешний накопитель. При нажатии на нее сведения переносятся на подключенный жесткий диск либо флеш-карту.

Защита

NAS-сервер предоставляет доступ к данным с любого устройства в сети. Но это минус в контексте безопасности — данные подвергаются риску. Поэтому обеспечение безопасности — ключевая функция любого дистрибутива. Например, дистрибутивы должны предоставлять возможность шифрования, настройки правил брандмауэра и списков контроля доступа, правила использования HTTPS и безопасных протоколов передачи данных.

Помогла ли вам статья?