اتفاقات روزمره ، اخبار مهم و دیگر مطالب میهن وب هاست را می توانید در این قسمت مطالعه کنید

فضای ذخیره سازی متصل به شبکه یا (NAS) یک فضای مختص به ذخیره سازی فایل است که کاربران و دستگاه های متفاوت را قادر می سازد تا داده ها را از یک حافظه متمرکز، بازخوانی کنند. کاربران در یک شبکه محلی (LAN) از طریق اتصال اترنت استاندارد، به فضای ذخیره سازی مشترک دسترسی خواهند داشت.

دستگاه های NAS (فضای ذخیره سازی متصل به شبکه) معمولاً صفحه کلید یا نمایشگر ندارند و با استفاده از یک ابزار مبتنی بر مرورگر پیکربندی و مدیریت می شوند. هر NAS به عنوان یک بخش مستقل در شبکه LAN عمل می کند که توسط آدرس پروتکل اینترنت (IP) منحصر به فرد خود، تعریف شده است.

فضای ذخیره سازی متصل به شبکه (NAS) به دلیل دسترسی آسان، ظرفیت بالا و هزینه کم، نسبت به سایر رقبا متمایز است. دستگاه‌های NAS، فضای ذخیره‌سازی را در یک مکان ادغام کرده و از لایه ابری و وظایفی مانند بایگانی و بکاپ گیری پشتیبانی می‌کنند.

Network-Attached Storage و Storage Area Networks (فضای ذخیره سازی شبکه ای) یا مختصرا SANs، دو نوع فضای ذخیره سازی اصلی تحت شبکه هستند. NAS داده های بدون ساختار مانند صدا، ویدئو، وب سایت ها، فایل های متنی و فایل های مایکروسافت آفیس را مدیریت می کند. SANها عمدتاً برای ذخیره سازی بلوک در داخل پایگاه داده طراحی شده اند که به داده های ساختار یافته نیز معروف هستند.

فضای ذخیره سازی متصل به شبکه برای چه مواردی کاربرد دارد؟

NAS برای چه مواردی استفاده می شود؟

هدف NAS (فضای ذخیره سازی شبکه ای) این است که کاربران را قادر به همکاری و اشتراک گذاری موثرتر داده ها کند. از همین رو NAS برای تیم های توزیع شده ای که نیاز به دسترسی از راه دور دارند یا در مناطق مختلف کار می کنند کاربردی و مفید است. فضای ذخیره سازی متصل به شبکه (NAS) به یک روتر بی سیم متصل می شود و دسترسی به فایل ها را از هر دستگاهی اعم از دسکتاپ یا تلفن همراه متصل به شبکه، برای کاربران آسان می کند. سازمان ها معمولاً محیط NAS را با هدف ایجاد پایه ای برای یک فضای ابری شخصی یا خصوصی، راه اندازی می کنند.

برخی از محصولات NAS برای استفاده در شرکت های بزرگ، طراحی شده اند و برخی دیگر برای دفاتر خانگی یا مشاغل کوچک ارائه می شوند. معمولاً در دستگاه های NAS حداقل دو درگاه اتصال حافظه تعبیه شده است، اگرچه سیستم‌های تک درگاه (پورت) نیز برای داده‌های غیر ضروری در دسترس می باشند. نسخه ذخیره سازی متصل به شبکه (NAS) در سطح سازمانی با ویژگی‌های سطح بالاتری، برای کمک به مدیریت فضای ذخیره سازی طراحی شده است و معمولاً با حداقل چهار درگاه ارائه می‌شود.

قبل از فضای ذخیره سازی متصل به شبکه، شرکت ها مجبور بودند صدها یا حتی هزاران فایل سرور را پیکربندی و مدیریت کنند. برای افزایش ظرفیت فضای ذخیره‌سازی، دستگاه‌های NAS با تعداد دیسک‌ها و فضای بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند که به نام scale-up NAS (مقیاس افزایش یافته NAS) شناخته می شوند.

علاوه بر این، اکثر فروشندگان NAS با ارائه دهندگان فضای ابری همکاری می کنند تا به مشتریان فضای اضافی بکاپ گیری ارائه دهند.

در حالی که همکاری یکی از مزیت های فضای ذخیره سازی متصل به شبکه است، از سوی دیگر می تواند مشکل ساز نیز باشد. فضای متصل به شبکه برای ارائه اطلاعات به درایوهای هارد دیسک (HDD) متکی است. اختلال ورودی/خروجی (I/O) زمانی رخ می‌دهد که تعداد زیادی از کاربران، سیستم را با درخواست‌های همزمان درگیر کنند. سیستم‌های جدیدتر، با یک درگاه اضافی در کنار HDD یا پیکربندی all-flash، از حافظه سریع‌تر فلش استفاده می‌کنند.

پیکربندی all-flash، تعادل خوبی بین کارایی بالا، تاخیر کم، استقامت و مقرون به صرفه بودن را فراهم می کند.

تصویر(1)

موارد استفاده از Network-Attached Storage (فضای ذخیره سازی متصل به شبکه)

برنامه های استفاده شده، نوع HDD مناسب دستگاه NAS را مشخص می کنند. به اشتراک گذاری صفحات مایکروسافت Excel یا اسناد word با همکاران، همانند بکاپ گیری دوره ای از داده ها، یک کار معمولی است. در مقابل، استفاده از فضای ذخیره سازی متصل به شبکه برای مدیریت حجم زیادی از فایل های رسانه ای، به دیسک هایی با ظرفیت فضای بیشتر، مموری بالاتر و پردازش شبکه قدرتمندتر نیاز دارد.

در خانه، مردم از سیستم NAS برای ذخیره نمودن و اشتراک گذاری فایل های رسانه ای و بکاپ گیری خودکار استفاده می کنند. کاربران خانگی برای انجام کارهای زیر به NAS متکی هستند :

• مدیریت فضای ذخیره سازی تلویزیون هوشمند؛

• مدیریت سیستم های امنیتی و بروز رسانی های امنیتی؛

• مدیریت اجزای اینترنت اشیا مبتنی بر مصرف کننده؛

• ایجاد یک سرویس پخش رسانه؛

• مدیریت فایل های تورنت (فایلی که حاوی اطلاعات سایر فایل ها است)؛

• میزبانی سرور ابری شخصی؛

• ایجاد، آزمایش و توسعه یک وب سایت شخصی.

در شرکت ها، فضای ذخیره سازی شبکه ای (NAS) برای موارد زیر استفاده می شود :

• به عنوان یک پشتیبان، برای بایگانی و بازیابی اطلاعات پس از حوادث؛

• برای آزمایش و توسعه نرم افزارهای مبتنی بر وب و سمت سرور؛

• برای میزبانی برنامه های پیام رسان؛

• برای میزبانی برنامه های متن باز مبتنی بر سرور، مانند مدیریت ارتباط با مشتری (CRM)، مدیریت منابع انسانی و نرم افزار های برنامه ریزی منابع سازمانی؛

• برای ارائه ایمیل، فایل های رسانه ای، پایگاه های داده و کارهای چاپی.

نمونه ای از استفاده این فناوری توسط سازمان ها، زمانی است که یک شرکت هر روز تصاویر زیادی را آپلود می کند. این شرکت نمی تواند داده ها را به دلیل کندی در فضای ابری، به صورت آنلاین پخش کند. در مقابل، از یک NAS سازمانی، برای ذخیره سازی تصاویر و حافظه کش ابری برای حفظ ارتباط با تصاویر ذخیره شده، استفاده می نماید.

محصولات فضای ذخیره سازی متصل به شبکه سطح بالا (High-end NAS)، دارای دیسک های کافی برای پشتیبانی از دیسک های مستقل یا RAID هستند که یک پیکربندی فضا برای تبدیل چندین هارد دیسک به یک واحد منطقی است تا کارایی، قابلیت دسترسی بالا و افزونگی (روشی که برای در دسترس بودن حداکثری استفاده می شود) را افزایش دهد.

تصویر(2)

دسته بندی محصولات NAS

دستگاه های NAS (فضای ذخیره سازی متصل به شبکه) بر اساس تعداد درایو، پشتیبانی درایو، ظرفیت درایو و مقیاس پذیری، در سه بخش دسته بندی می شوند.

سطح بالا یا سازمانی

نوع سطح بالا، توسط سازمان هایی استفاده می شود که نیاز به ذخیره سازی تعداد زیادی فایل، از جمله image های ماشین مجازی (VM) دارند. دستگاه های NAS (فضای ذخیره سازی متصل به شبکه) سازمانی دسترسی سریع و قابلیت Clustering یا خوشه بندی را ارائه می دهند. مفهوم Clustering به ایرادات مرتبط با Network-Attached Storage سنتی می پردازد.

به عنوان مثال، یک دستگاه NAS که به عنوان فضای ذخیره سازی اصلی اولیه یک سازمان تنظیم شده، یک نقطه ضعف شکست بالقوه محسوب می شود. انتشار برنامه‌های کاربردی و داده‌های حیاتی در چندین بخش و پایبندی به بکاپ گیری برنامه‌ریزی‌شده، خطر را کاهش می‌دهد.

سیستم های NAS خوشه ای، پراکندگی فضای ذخیره سازی متصل به شبکه را نیز کاهش می دهند. یک سیستم فایل توزیع یافته شده به طور همزمان روی چندین دستگاه NAS اجرا می شود. این رویکرد دسترسی به تمام فایل‌های خوشه را بدون توجه به مکان فیزیکی که در آن قرار دارد، فراهم می‌کند.

بازار میان رده میانی

بازار میان رده میانی، مشاغلی را در خود جای می دهد که به چند صد ترابایت فضای ذخیره سازی داده نیاز دارند اما این دستگاه‌ها را نمی‌توان خوشه‌بندی کرد و در صورت نیاز به چندین دستگاه NAS، می‌توانند به انبارهای بزرگ فایل های سیستمی تبدیل شوند.

سطح پایین یا دسکتاپ

سطح پایین‌، کاربران خانگی و کسب‌وکارهای کوچکی را هدف قرار می دهد که به فضای ذخیره‌سازی محلی مشترک نیاز دارند. این بازار از فروشندگان ذخیره‌سازی قدیمی، به سمت مدل خدمات ابری با محصولاتی مانند SoftNAS Cloud Buurst و Software-Defined Storage (SDS) در حال تغییر است.

انواع سطوح فضای ذخیره سازی متصل به شبکه NAS

جدول(1)

استفاده از Network-Attached Storage در حوزه تجارت

جدول زیر پنج روش مختلف بکارگیری از استقرار فضای ذخیره سازی متصل به شبکه را شرح می دهد و مزایا و معایب هر رویکرد را فهرست می کند. هر روش را می توان به راحتی توسط یک Network Manager مدیریت کرد.

پیش از هر چیز لازم است تا با مفهوم Clustered File System یا سیستم فایل خوشه ای آشنا شوید.

سیستم فایل خوشه ای (CFS)، فایل های سیستمی هستند که روی فضای چندین سرور اجرا می شوند و می توان به عنوان یک سیستم واحد به آنها دسترسی پیدا کرد و آنها را مدیریت نمود.

رویکردهای مختلف استفاده از فضای ذخیره سازی متصل به شبکه عبارتند از:

• NAS gateways یا دروازه های NAS. برای سازمان های بزرگی که از SAN استفاده می کنند بهترین هستند.

• Integrated NAS یا NAS فضای یکپارچه ذخیره سازی شبکه ای. این رویکرد برای کاربران بدون SAN با هر اندازه ای، به خوبی کار می کند.

• Clustered file systems یا سیستم فایل خوشه ای. کاربرانی با محاسبات خوشه ای زیاد، که نیاز به دسترسی و کارایی بالا به فایل های داده دارند، می توانند از این رویکرد استفاده کنند.

• Parallel file systems یا فایلهای سیستمی موازی. این مورد نیز برای کاربرانی با محاسبات خوشه ای زیاد، که نیاز به دسترسی با کارایی بالا به فایل های داده دارند یا هر سازمانی که به دسترسی موازی به فایل های داده نیاز دارد، به خوبی عمل می‌کند.

• NAS aggregators یا NAS های متراکم. این رویکرد برای محیط های چند بخشی و چند فروشندگی، ایده آل است.

مزایا و معایب رویکردهای فضای ذخیره سازی متصل به شبکه:

جدول(2)

آینده Network-Attached Storage (فضای ذخیره سازی متصل به شبکه) چیست؟

عملکرد پایه دستگاه های NAS برای پشتیبانی از مجازی سازی گسترش یافته است. محصولات پیشرفته NAS ممکن است از حذف داده ها، ذخیره سازی فلش، دسترسی چند پروتکلی و شناسایی داده های تکراری داده ها نیز پشتیبانی کنند.

برخی از دستگاه های فضای ذخیره سازی متصل به شبکه یک سیستم عامل استاندارد مانند مایکروسافت ویندوز را اجرا می کنند، در حالی که برخی دیگر، از سیستم عامل های اختصاصی استفاده می نمایند. IP رایج ترین پروتکل انتقال داده است اما برخی از محصولات NAS در بازار میان رده میانی، ممکن است از پروتکل های فرعی پشتیبانی کنند، مانند:

• سیستم فایل شبکه

• Internetwork Packet Exchange (تبادل بسته تحت اینترنت)

• رابط کاربری توسعه یافته NetBIOS

• بلوک پیام سرور (SMB)

• سیستم فایل رایج اینترنتی (CIFS)

علاوه بر این، دستگاه‌های ذخیره سازی، NAS در سطح بالا یا سازمانی ممکن است از اترنت گیگابیت (Gigabit Ethernet) برای انتقال سریع‌تر داده‌ها در سراسر شبکه پشتیبانی کنند.

برخی از شرکت های بزرگتر به دلایل مرتبط با ظرفیت، به Object Storage (فضای ذخیره سازی اشیاء) روی می آورند. با این حال، انتظار می رود دستگاه های ذخیره ساز تحت شبکه NAS همچنان برای مشاغل کوچک و متوسط مفید باشند.

مقایسه Scale-up و Scale-out در NAS با Object Storage

Scale-up و Scale-out دو نسخه از Network-Attached Storage هستند. Object Storage جایگزین NAS برای مدیریت داده های بدون ساختار است.

Scale-up NAS

در استقرار فضای ذخیره سازی متصل به شبکه، هدایت کننده آن، سخت افزاری است که عملکردهای کنترلی را انجام می دهد. این امکان، دسترسی به فضای ذخیره سازی پشتیبان را از طریق اتصال به اینترنت فراهم می کند. این پیکربندی به معماری Scale-up معروف است. یک سیستم با دو کنترلر، با توجه به مقیاس پذیری کنترلرها، می تواند ظرفیت ذخیره سازی را با افزودن درگاه های اتصال حافظه افزایش دهد.

Scale-out NAS

با سیستم‌های Scale-out، مدیر فضای ذخیره‌سازی، هارد دیسک‌های بیشتری را برای افزایش ظرفیت نصب می‌کند. کاهش مقیاس (Scaling out)، انعطاف پذیری لازم را برای انطباق با نیازهای تجاری سازمان فراهم می کند. سیستم‌های Scale-out سازمانی می‌توانند میلیاردها فایل را بدون افت عملکرد در زمان جستجوی اَبَرداده، ذخیره سازی کنند.

Object Storage (فضای ذخیره سازی اشیاء)

برخی از کارشناسان صنعت حدس می‌زنند که Object storage از فضای ذخیره سازی متصل به شبکه پیشی خواهد گرفت. با این حال، این امکان وجود دارد که این دو فناوری در کنار هم، به کار خود ادامه دهند. هر دو متد ذخیره سازی به روش های متفاوت، با مقیاس سروکار دارند.

فایل های ذخیره شده در شبکه NAS به صورت مرکزی از طریق رابط کاربری سیستم عامل پرتابل (POSIX) مدیریت می شوند. این مورد امنیت داده ها را فراهم کرده و تضمین می کند که چندین برنامه می توانند یک دستگاه Scale-out را بدون ترس از بازنویسی فایلی که سایر کاربران به آن دسترسی دارند، به اشتراک بگذارند.

مقایسه NAS و DAS (دستگاه‌ ذخیره‌ساز مستقیم)

Direct-Attached Storage یا (DAS) به یک سرور اختصاصی یا دستگاه ذخیره سازی اشاره دارد که به شبکه متصل نیست. هارد دیسک داخلی کامپیوتر ساده ترین نمونه DAS است. برای دسترسی به فایل های DAS، کاربر باید به حافظه فیزیکی دسترسی داشته باشد.

DAS عملکرد بهتری نسبت به فضای ذخیره سازی متصل به شبکه NAS به خصوص برای نرم افزارهای محاسباتی فشرده دارد. DAS در ساده ترین شکل خود، چیزی بیشتر از درایوهای موجود در یک سرور نیست. با DAS، فضای ذخیره سازی هر دستگاه باید به طور جداگانه مدیریت شود. برخلاف فضای ذخیره سازی متصل به شبکه، DAS خود را به فضای ذخیره سازی مشترک بین چندین کاربر، اختصاص نمی دهد.

مقایسه معماری پلتفرم های ذخیره سازی اطلاعات

جدول(3)

مقایسه NAS و SAN (فضای ذخیره سازی متصل به شبکه مشترک و اختصاصی)

تفاوت بین SAN و NAS چیست؟ یک شبکه  SAN منابع ذخیره سازی را در یک شبکه مستقل و با کارایی بالا سازماندهی می کند. NAS درخواست‌های ورودی/خروجی را برای فایل‌های جداگانه مدیریت می‌کند، در حالی که SAN تحت شبکه ای اختصاصی، ذخیره سازی اطلاعات  را برای بلوک‌های داده‌ به هم پیوسته انجام می دهد.

تصویر(3)

ترافیک NAS در بستر پروتکل TCP/IP، مانند اترنت، حرکت می کند. از طرف دیگر SAN، ترافیک شبکه را از طریق پروتکل کانال فیبر (FC) که به طور خاص برای شبکه های ذخیره سازی طراحی شده است، هدایت می کند. ذخیره سازی اطلاعات متصل به شبکه SAN ها می توانند به جای FC از بستر رابط اینترنت سیستم های کامپیوتری کوچک (iSCSI) مبتنی بر اترنت نیز استفاده کنند.

در حالی که NAS می تواند یک دستگاه واحد باشد، یک شبکه ذخیره سازی متصل به شبکه SAN دسترسی کامل در سطح بلوک را به فضای دیسک سرور فراهم می کند. به عبارت دیگر، سیستم‌عامل یک کاربر، NAS را به‌عنوان یک فایل سیستم می شناسد، در حالی که SAN برای دیسک، به‌عنوان سیستم‌عامل کاربر در نظر گرفته می‌شود.

همگرایی SAN/NAS 

تا همین اواخر، موانع تکنولوژیکی، فایل‌ها و دنیای ذخیره‌سازی اطلاعات را جدا نگه می‌داشتند. هر کدام حوزه مدیریتی و نقاط قوت و ضعف خاص خود را داشته اند. دیدگاه غالب مدیران فضای ذخیره سازی این بود که ذخیره سازی بلوکی در مقام اول (First Class) و ذخیره سازی فایل، در کلاس اقتصادی قرار دارد. به وجود آمدن این مفهوم، رواج پایگاه‌های داده های حیاتی کسب‌وکارها بر پایه شبکه ذخیره سازی SAN را در پی داشت.

با ظهور فضای ذخیره سازی یکپارچه، فروشندگان به دنبال بهبود ذخیره سازی فایل در مقیاس بزرگ با همگرایی SAN/NAS بودند که داده های مبتنی بر بلوک و فایل را در یک آرایه، ادغام می کند. همگرایی، از SAN block I/O و NAS file I/O در یک مجموعه سوئیچ یکسان پشتیبانی می کند.

مفهوم Hyper-Convergence یا فرا همگرایی برای اولین بار در سال 2014  مطرح گردید که توسط رهبران بازار Nutanix و SimpliVity Corp مطرح و پایه گذاری گردید. زیرساخت های فرا همگرایی (HCI) محاسبات، شبکه و منابع مجازی سازی را در یک دستگاه واحد جمع آوری می کند.

سیستم‌های HCI لایه‌هایی از رسانه‌های ذخیره‌سازی مختلف را جمع‌آوری می‌کنند و آنها را به عنوان نقطه نصب NAS به یک Hypervisor (تابعی است که سیستم‌های عامل و برنامه‌های کاربردی را از سخت‌افزار رایانه‌ای جدا می‌کند) ارائه می‌کنند. با این حال، یکی از اشکالات HCI این است که فقط ابتدایی ترین خدمات فایل را ارائه می دهد. به این معنا که یک دیتاسنتر ممکن است نیاز به پیاده سازی یک شبکه با فضای ذخیره سازی جداگانه داشته باشد.

زیرساخت همگرا (CI)، اطلاعات سرورها، شبکه، منابع ذخیره‌سازی اطلاعات و مجازی‌سازی را روی سخت‌افزاری که فروشنده تایید کرده است، جمع آوری می‌کند. برخلاف HCI که دستگاه ها را در یک مکان ادغام می کند، CI شامل چند دستگاه جداگانه است. این مورد به مشتریان انعطاف بیشتری می دهد تا معماری ذخیره سازی خود را ایجاد کنند. سازمان هایی که به دنبال ساده سازی مدیریت ذخیره سازی هستند ممکن است سیستم های CI یا HCI را به عنوان جایگزین محیط های فضای ذخیره سازی متصل به شبکه NAS یا SAN انتخاب کنند.

فضای ذخیره سازی متصل به شبکه و فروشنده های فضای ذخیره سازی فایل

علیرغم رشد ذخیره سازی فلش، سیستم های ذخیره‌ساز‌ تحت شبکه NAS هنوز عمدتاً به فضای HDD متکی هستند. تعداد فروشندگان گسترده است و اکثر آنها برای کمک به مشتریان در حفظ تعادل ظرفیت و عملکرد، بیش از یک پیکربندی را ارائه می دهند.

سیستم‌های NAS به طور کامل با دیسک‌ها یا درگاه های بدون دیسک پر می‌شوند که مشتریان می توانند هارد دیسک های دلخواه خود را اضافه کنند. سازندگان هارد دیسک مانند Drive Seagate Technology، Western Digital و سایرین، با فروشندگان دستگاه های ذخیره ساز NAS برای توسعه و نشان دادن قابلیت های خود، همکاری می کنند.

ذخیره سازی فایل مبتنی بر ابر

علاوه بر دستگاه‌های ذخیره‌ساز‌ تحت شبکه، برخی از دیتاسنترها، NAS فیزیکی را با ذخیره‌سازی فایل مبتنی بر ابر، تقویت یا جایگزین می‌کنند.

در حال حاضر چندان رایج نیست اما دروازه های NAS، قبلاً به فایل‌ها امکان دسترسی به فضای ذخیره‌سازی خارجی متصل شده، اتصال به یک شبکه منطقه‌ای با کیفیت بالا از طریق FC یا فقط دسته‌ای از دیسک‌های متصل به سرورها را می دادند. دروازه های NAS هنوز در حال استفاده هستند. مشتریان بیشتر از یک دروازه ذخیره سازی ابری، Object Storage یا Scale-out NAS استفاده می کنند.