Netwerkopslag (NAS): Belangrijkste Kenmerken, Fabrikanten, Voor- en Nadelen

Overzicht

Voordat NAS een gangbare opslagarchitectuur werd voor particulieren en business, heeft het ongeveer vier decennia van ontwikkeling doorgemaakt, beginnend in het begin van de jaren tachtig.

In die tijd experimenteerden onderzoekers van de Universiteit van Newcastle met externe toegang tot bestanden en introduceerden zij deze technologie.

Deze innovatie maakte de weg vrij voor Novell NetWare en NFS (Network File System) van Sun Microsystems in 1984. Naarmate netwerken zich verder uitbreidden, ontwikkelden Microsoft en 3Com LAN Manager.

De opslagvereisten overtroffen echter ruimschoots de capaciteiten van deze vroege systemen. Eind jaren negentig lanceerden NetApp en EMC Celerra gespecialiseerde NAS-apparaten die een gecentraliseerde en schaalbare opslagarchitectuur boden voor business met grote hoeveelheden data.

Tegenwoordig is NAS een belangrijk onderdeel van bedrijfsopslag en kent het ook een groeiende markt in consumentenopslag. Bovendien kan NAS ook worden geïntegreerd in de cloud, AI en high-performance computing.

Al deze factoren maken het tot een hoeksteen van de moderne IT.

In deze gids bekijken we hoe NAS werkt, bespreken we de voordelen en beperkingen ervan, geven we een overzicht van de leveranciers en bekijken we waar deze technologie naartoe gaat.

Wat is NAS?

1. Network Attached Storage, of NAS, is een speciaal bestandopslagsysteem. Het biedt gecentraliseerde toegang tot data via een netwerk.

• Meerdere gebruikers en systemen hebben er toegang toe zonder dat een directe verbinding met een specifieke server nodig is.

2. In tegenstelling tot Direct Attached Storage (DAS) functioneert een NAS als een onafhankelijk netwerkknooppunt.

• Een NAS-apparaat functioneert als een zelfstandig opslagapparaat.

3. NAS-apparaten maken gebruik van op bestanden gebaseerde opslagprotocollen zoals NFS, SMB en AFP. Hierdoor kunnen NAS-apparaten worden geïntegreerd in Windows-, Linux- en macOS-omgevingen.

4. Bedrijven gebruiken NAS doorgaans voor het delen van bestanden, het maken van back-ups van data, virtualisatie en mediaopslag.

5. Het belangrijkste verschil tussen een NAS en een Storage Area Network (SAN) ligt in de methoden voor data-toegang.

• SAN biedt opslag op blokniveau voor krachtige toepassingen.
• NAS daarentegen werkt op bestandsniveau en optimaliseert opslag voor documentbeheer, video-opslag en gedeelde werkruimten.

6. Een NAS-systeem heeft meerdere schijfcompartimenten die zijn geconfigureerd in RAID om redundantie te garanderen en bescherming te bieden tegen hardwarestoringen.

7. NAS-apparaten variëren van instapmodellen voor consumenten met basisopslagmogelijkheden tot geavanceerde systemen voor business die zijn uitgerust met multi-gigabit-netwerken en SSD-caching.

8. Voor business is NAS een waardevolle opslagarchitectuur vanwege de schaalbaarheid, het gecentraliseerde beheer en de kosteneffectiviteit. Het kan de opslagvoorziening vereenvoudigen en biedt plug-and-play-functionaliteit.

Belangrijkste kenmerken van NAS

Particulieren en businesses kiezen doorgaans voor NAS vanwege de schaalbaarheid, toegankelijkheid en efficiënte data-beheer.

De architectuur waarin NAS-apparaten zijn gepland en de functies van NAS-apparaten zijn afhankelijk van de doelmarkt.

Fabrikanten bieden NAS-oplossingen voor alle soorten vereisten, van particulieren tot kleine business tot grote ondernemingen. Alle NAS-systemen hebben echter een aantal basiskenmerken gemeen.

• Bestandsgebaseerde opslag
• Hoge schaalbaarheid (opwaarts of zijwaarts)
• Hybride cloudmogelijkheden
• Krachtige hardware
• Geïntegreerde data-bescherming (RAID, snapshots)
• Hoge zekerheid (versleuteld, MFA)

Laten we deze punten eens nader bekijken. 

1. Het meest onderscheidende kenmerk van NAS is de op bestanden gebaseerde opslagarchitectuur. Deze architectuur onderscheidt NAS van blokopslagoplossingen zoals SAN.

• NAS-apparaten slaan data op op bestandsniveau. Hierdoor kunnen meerdere clients via een netwerk toegang krijgen tot gedeelde bestanden. Hiervoor worden standaardprotocollen zoals NFS, SMB en AFP gebruikt. Geavanceerde NAS-systemen ondersteunen ook iSCSI voor opslag op blokniveau. Dit maakt ze ideaal voor gemengde workloads.

2. Schaalbaarheid is een ander belangrijk aspect van NAS. Een NAS-systeem kan op twee manieren worden uitgebreid: scale-up of scale-out.

• De scale-up-benadering houdt in dat er grotere of extra schijven aan een bestaand systeem worden toegevoegd, terwijl de scale-out-benadering organisaties in staat stelt om meerdere NAS-apparaten te combineren in een cluster en workloads te verdelen voor betere prestaties en redundantie.  

3. Hoogwaardige NAS-oplossingen kunnen ook cloudopslaguitbreidingen integreren en hybride architecturen mogelijk maken waarmee data kunnen worden overgebracht naar S3-compatibele cloudopslagproviders.

4. De prestaties van een NAS-systeem zijn grotendeels afhankelijk van de verwerkingskracht van de CPU, het RAM-geheugen en de configuratie van de harde schijf. Enterprise NAS-apparaten kunnen zijn uitgerust met multi-core processors, NVMe SSD-caching en snelle netwerkinterfaces zoals 10 GbE Ethernet of 25 GbE Ethernet.

5. Betrouwbaarheid en data-bescherming zijn ook belangrijke kenmerken van NAS. 

• De meeste NAS-systemen maken gebruik van RAID-configuraties zoals RAID 1, 5, 6, 10, enz. Deze verschillende configuraties bieden een afweging tussen opslagruimtegebruik, fouttolerantie en zekerheid in geval van harde-schijfstoringen. Moderne NAS-apparaten beschikken over functies zoals op snapshots gebaseerde back-ups, realtime replicatie en zelfherstellende bestandssystemen.

6. Zekerheid is een ander belangrijk aspect in NAS-omgevingen, vooral bij gebruik in business. Moderne NAS-apparaten bieden AES-256-versleuteling, op rollen gebaseerde toegangscontrole en meervoudige authenticatie.

Network Attached Storage: overzicht van fabrikanten

NAS-fabrikanten bieden producten voor verschillende praktijk gevallen. Zij segmenteren hun producten op basis van hardwaremogelijkheden, prestatie-eisen en beoogde soorten workloads.

Hier volgt een overzicht van het productaanbod voor NAS.

Laten we dit nader bekijken. 

• NAS-apparaten hebben doorgaans een aantal schijfcompartimenten, variërend van 2 tot 6 tot 16+ compartimenten.
• Op basis van workloadoptimalisatie kunnen NAS-apparaten worden afgestemd op virtualisatie, HDMI en videotranscodering, enzovoort, en kunnen ze voorzien zijn van functies zoals M.2-schijfsleuven en uitbreidbaar RAM-geheugen. 
• Wat betreft netwerkconnectiviteit en doorvoersnelheid kunnen NAS-apparaten beschikken over 1, 2,5, 5 of 10 Gb/s Ethernet, en sommige apparaten hebben meerdere LAN-poorten. 
• Sommige NAS-modellen zijn ontworpen voor gebruik in bewakings- en edge-toepassingen, en fabrikanten specificeren het aantal camera's dat hun NAS-apparaten kunnen beheren. 
• NAS-apparaten kunnen ook worden gecategoriseerd op basis van hun vormfactor, zoals desktop-NAS en rack-mount NAS.
• Een andere manier om NAS-apparaten te segmenteren is op basis van praktijk geval, zoals enterprise, MKB en desktop.
  • Het is belangrijk om de segmentatie te begrijpen, zodat IT-professionals of individuen een NAS-product kunnen selecteren dat voldoet aan hun opslagvereisten, werklastvereisten en beveiligingsbeleid.
  • Onvoldoende krachtige NAS-apparaten kunnen leiden tot prestatieknelpunten, terwijl te grote systemen een verspilling van middelen kunnen betekenen.

Hier volgt een overzicht van de belangrijkste fabrikanten van NAS-apparaten met een voorlopige indeling van enkele van hun populaire producten in verschillende segmenten.

Voordelen van NAS

De inherente voordelen van NAS maken het tot een hoeksteen van moderne IT-infrastructuren.

1. Door gecentraliseerde opslag te bieden, elimineert het de inefficiëntie van gedistribueerde opslag op individuele werkstations en zorgt het voor consistente toegang tot data voor meerdere gebruikers.
2. NAS vereenvoudigt het IT-beheer. In tegenstelling tot traditionele bestandsservers zijn NAS-apparaten uitgerust met speciale beheerinterfaces. Hierdoor kunnen individuen en IT-beheerders de opslag vanaf één dashboard configureren en bewaken.
3. Veel NAS-oplossingen kunnen ook worden geïntegreerd met cloudback-upservices, waardoor redundantie van data en nood de recovery worden geautomatiseerd.
4. NAS is een kosteneffectieve oplossing in vergelijking met storage area networks (SAN's).
5. NAS kan worden gebruikt via bestaande Ethernet-netwerken, waardoor zowel de investerings- als de exploitatiekosten worden verlaagd.
6. Organisaties kunnen RAID-configuraties implementeren voor redundantie zonder te hoeven investeren in hoogwaardige opslaghardware.
7. Schaalbaarheid is een ander belangrijk voordeel. NAS ondersteunt zowel scale-up- als scale-out-uitbreidingsmodellen voor business. Dit helpt hen hun capaciteit te vergroten zonder hun activiteiten te verstoren.

Beperkingen van NAS

NAS is ongetwijfeld handig en schaalbaar, maar kent ook bepaalde beperkingen. Daarom moeten individuen en IT-teams hiermee rekening houden bij het evalueren van opslagstrategieën.

1. De grootste zorg is de afhankelijkheid van het netwerk. De prestaties van NAS zijn rechtstreeks afhankelijk van de beperkingen en latentie van de netwerkbandbreedte. In tegenstelling tot direct attached storage (DAS), dat niet afhankelijk is van een netwerk, is NAS volledig afhankelijk van de prestaties van het LAN. Dit betekent dat een snel netwerk met 10 GbE of meer essentieel is voor grootschalige implementatie.
2. Bovendien is NAS niet de ideale opslagarchitectuur voor transactieworkloads met hoge prestaties. Toepassingen die blokopslag met lage latentie vereisen, zoals ERP's en databases, werken doorgaans beter op SAN.
3. Zelfs NAS-oplossingen die iSCSI ondersteunen voor toegang op blokniveau kunnen niet tippen aan de prestaties van op SAN gebaseerde flashopslagarrays.
4. Veel organisaties vinden het moeilijk om toegangscontroles, versleuteling en inbraakdetectiemechanismen te beheren in onjuist geconfigureerde NAS. NAS is bijzonder kwetsbaar voor DATA-verlies.
5. Wat schaalbaarheid betreft, heeft NAS zijn beperkingen. Hoewel IT-teams de keuze hebben voor een scale-out NAS-architectuur, kan deze niet concurreren met de horizontale schaalbaarheid van SAN's.

Ondanks deze uitdagingen blijft NAS een geldige, kosteneffectieve en efficiënte opslagoplossing. Het is van belang om uw vereisten te begrijpen en te bepalen of NAS de juiste opslagarchitectuur voor u is.