網路附加儲存

專門的資料儲存技術

網路附加儲存(英語:Network Attached Storage,缩写:NAS[1]是一种文件级(与块级存储相对)的计算机数据存储服务器,它连接到计算机网络,并提供对异构网络用户的数据访问。它专门用于通过其硬件、软件或配置来提供文件服务。它通常作为专门制造的专用计算机设备制造。 NAS系统是包含一个或多个通常排列成逻辑存储器、冗余存储器或RAID存储驱动器的网络设备。NAS消除了从网络上的其他服务器提供文件服务的负担,它们通常使用网络文件共享协议(如NFSSMBAFP)提供对文件的访问。作为一种在多台计算机之间共享文件的便捷方法,NAS设备从1990年代中期开始开始流行起来。与同样提供文件服务的通用服务器相比,专用网络附加存储的潜在优势包括更快的数据访问、更简单的管理和简单的配置。 [2]

一台5盘的NAS服务器

名称中带有“NAS”的硬盘驱动器在功能上与其他驱动器相似,但可能在固件、振动耐受性或功耗上有不同之处,以使其更适合在RAID阵列中使用,这些阵列通常用于NAS的实现当中。 [3]例如,某些NAS版本的驱动器支持命令扩展以允许禁用扩展错误恢复。在非RAID应用中,磁盘驱动器竭尽全力成功读取有问题的存储块可能很重要,即使这一过程需要话费几秒钟。在适当配置的RAID阵列中,可以通过跨RAID集编码的冗余校验完全恢复单个驱动器上的单个坏块。如果驱动器花费几秒钟执行大量重试,则可能会导致RAID控制器将驱动器标记为“掉盘”,而如果它只是迅速回复数据块有校验和错误,则RAID控制器将使用另一个驱动器上的冗余数据纠正错误并继续工作。这样的“NAS”SATA硬盘驱动器可以用作个人电脑的映射网络驱动器,因为它只支持附加选项,无需任何问题或调整,并且质量标准要高于普通消费者级的驱动器(特别是有更高的平均故障间隔和更高的价格的)。

描述编辑

 
SAN(存儲區域網絡)和NAS
 
Netgear NAS

NAS系統和傳統的檔案儲存服務或直接儲存設備(DAS)不同的地方,在於NAS設備上面的作業系統和軟體只提供了資料儲存、資料存取、以及相關的管理功能,並得以使得設備連上網路才進行遠端存取;此外,NAS設備也提供了不只一種檔案傳輸協定。NAS系統通常有一個以上的硬碟,而且和傳統的檔案伺服器一樣,通常會把它們組成RAID來提供服務,讓資料更不會遺失;有了NAS以後,網路上的其他伺服器就可以不必再兼任檔案伺服器的功能。NAS的型式很多樣化,可以是一個大量生產的嵌入式設備,也可以在一般的電腦上執行NAS的軟體。

NAS用的是以檔案為單位的通訊協定,例如像是NFS(在UNIX系統上很常見)或是SMB(常用于Windows系统)。人们都很清楚它們的運作模式,相對之下,存储区域网络(SAN)用的則是以區塊為單位的通訊協定、通常是透過SCSI再轉為光纖通道或是iSCSI。還有其他各種不同的SAN通訊協定,像是ATA over EthernetHyperSCSI等。

歷史编辑

NAS一開始是在1983年Novell公司的NetWare作業系統裡面的檔案分享功能和NCP通訊協定裡面所引進來的觀念;而在UNIX界,1984年時昇陽發表了NFS,讓網路伺服器之間能夠利用網路程式彼此能夠分享儲存空間。3Com3Server3+Share軟體是當時第一個為了開放系統伺服器而特別設計的伺服器(其中包括了專屬軟硬體及多台磁碟機),該公司也從1985年到1990年代初期一直領導時代的潮流,3Com和微軟在這個新市場上還合作開發了LAN Manager軟體及其通訊協定。受到Novell的檔案伺服器的啟發,IBM、昇陽、以及其他相當多的公司都開始研發專屬的伺服器;3server應該是第一家專門為桌上型作業系統開發專屬NAS的公司[來源請求],而Auspex Systems則是第一家為UNIX市場開發專屬NFS伺服器的公司。在1990年代早期,Auspex公司的一些員工獨立出來開了另一家叫Network Appliance的公司,同時支援了Windows和UNIX系統,開啟了專屬NAS的市場。

目前NAS可大略分為「專注儲存型」(Storage NAS)以及「整合平台型」(Platform NAS)兩種,後者即為具備自身作業系統,並且內部要使用更強的CPU來應付更大量的服務與應用。就平台式NAS而言,現今全球著名品牌為華芸科技(ASUSTOR)、普安科技(Infortrend)、詮力科技(ITE2)、威聯通科技 (QNAP)、與群暉科技(Synology)、樺賦科技(又稱色卡司,Thecus)、廣盛科技(QSAN)等。

優點编辑

NAS從兩方面改善了數據的可用性:

  1. 即使相應的應用伺服器不再工作了,仍然可以讀出數據。NAS讓資料的使用率提升,主要的原因在於資料無需依附在網路伺服器上,使用者不會因為伺服器當機、常態維修或是關閉而無法使用資料,因為使用者可以直連NAS上的系統。
  2. NAS這樣的簡易伺服器可以長時間不維護運作,本身不會崩潰,因為它避免了引起伺服器崩潰的首要原因,即過於複雜的應用軟體引起的問題。

NAS產品具有的優點包括:

  1. NAS產品是真正即插即用產品。NAS設備一般支持多電腦平臺,用戶通過網路支持協議可進入相同的文檔,因而NAS設備無需改造即可用於混合UNIX/Windows NT區域網內。成熟的NAS產品,也讓資料管理變得輕鬆及簡單,讓原本需要在伺服器上進行的繁複設定程序,簡化成幾個步驟就可完成,大大的節省設定時間。
  2. NAS設備的物理位置同樣是靈活的,它們可放置在工作組內,靠近數據中心的應用伺服器,或者也可放在其他地點,通過物理鏈路與網路連接起來,進行異地的安全備份。無需應用伺服器的干預,NAS設備允許用戶在網路上直接存儲數據,這樣既可減小CPU的開銷,也能顯著改善網路的性能。

著名產品编辑

著名的開放原始碼NAS系统例如TrueNAS(原名為FreeNAS,在第12版後改名)、Openfiler等。TrueNAS基于FreeBSD系统[4],Openfiler基于Linux[5]

NAS設備编辑

現在的NAS因為內部安裝的電腦獲得升級,很多不單只應付網路存儲的功能,透過升級改進系統之後,可以根據需求自行增加應用,改建為網站伺服器、自建播放平台、監視系統主機…等,使其具備有多樣化的服務能力。

參考文獻编辑

  1. ^ http://www.dxes.tc.edu.tw/dxeshtml/edu/edu_b/doc01.htm
  2. ^ Levine, Ron. NAS Advantages: A VARs View. www.infostor.com. April 1, 1998 [2019-02-26]. 
  3. ^ seagate.com
  4. ^ http://www.freenas.org/ FreeNAS™ is a free, open source, Network-Attached Storage operating system based on FreeBSD®
  5. ^ Openfiler Architecture

参见编辑