Кіріспе

Компьютерлік деректерді сақтау сервері. Желіге қосылған сақтау (NAS) – компьютерлік желіге қосылған, әртүрлі клиенттер тобына деректерге қол жеткізуді қамтамасыз ететін, файлдық деңгейдегі (блоктық деңгейден өзгеше) компьютерлік деректерді сақтау сервері. "NAS" термині осы технология мен жүйелердің өзіне, немесе мұндай мүмкіндіктер үшін арнайы жасалған құрылғыға қатысты болуы мүмкін (жергілікті желілер сияқты жанама байланысты технологиялардан айырмашылығы, NAS құрылғысы көбінесе жеке құрылғы болып табылады).

Шолу

NAS құрылғысы аппараттық, бағдарламалық жасақтамасы немесе конфигурациясы арқылы файлдарды қызмет етуге бапталады. Ол көбінесе мақсатқа арналған, арнайы құрастырылған компьютер ретінде жасалады. NAS жүйелері – бір немесе бірнеше сақтау дискілерін қамтитын желілік құрылғылар, олар көбінесе логикалық, резервтік сақтау контейнерлеріне немесе RAID-ке орналастырылады. Желілік сақтау әдетте NFS, SMB немесе AFP сияқты желілік файлдарды бөлісу протоколдары арқылы файлдарға қол жеткізуді қамтамасыз етеді. 1990 жылдардың ортасынан бастап NAS құрылғылары бірнеше компьютер арасында файлдарды ортақ пайдаланудың ыңғайлы тәсілі ретінде танымал бола бастады, сонымен қатар желідегі басқа серверлерден файлдарды қызмет көрсету міндетін алып тастады. Осылайша, NAS файлдарды қызмет көрсету үшін жалпы мақсаттағы серверді пайдалануға қарағанда жылдам деректерге қол жеткізуді, оңай басқаруды және қарапайым конфигурацияны ұсына алады. NAS құрылғыларымен бірге, NAS емес дискілерге функционалдық тұрғыдан ұқсас, бірақ әртүрлі микрокодқа, дірілге төзімділікке немесе қуатты тұтынуға ие арнайы дискілер қолданылады, бұл оларды RAID массивтерінде пайдалануға ыңғайлы етеді – бұл технология NAS жүйелерінде жиі қолданылады. Мысалы, кейбір NAS дискілерінің нұсқалары кеңейтілген қателерді қалпына келтіруді іске қосу үшін командалық кеңейтімді қолдайды. RAID емес қолданбаларда дискінің проблемалық сақтау блогын сәтті оқуы маңызды болуы мүмкін, тіпті бұл бірнеше секундқа созылса да. Дұрыс конфигурацияланған RAID массивінде, RAID жиынтығында кодталған резервтік көмекпен бір дискідегі бір ғана бұзылған блок толыққанды қалпына келтіріледі. Егер дискі бірнеше секунд бойы ауқымды қайталау әрекеттерін орындаса, RAID контроллері дискіні «қосылмаған» деп белгілеуі мүмкін, ал егер ол дерек блогында тексеру қатесі бар екенін дереу хабарласа, RAID контроллері қатені түзету үшін басқа дискілердегі резервтік деректерді пайдаланып, ешқандай мәселесіз жұмысын жалғастырады.

Сипаттама

NAS блогы – желіге қосылған компьютер, ол желідегі басқа құрылғыларға файлдық деректерді сақтау қызметтерін ғана ұсынады. NAS блогында басқа бағдарламалық жасақтаманы іске қосу техникалық тұрғыдан мүмкін болғанымен, ол әдетте жалпы мақсаттағы сервер ретінде құрылмайды. Мысалы, NAS құрылғыларында көбінесе пернетақта немесе дисплей болмайды, олар желі арқылы, көбінесе веб-браузер арқылы басқарылады және конфигурацияланады. NAS құрылғысына толыққанды операциялық жүйе қажет емес, сондықтан көбінесе қысқартылған операциялық жүйе қолданылады. NAS жүйелерінде бір немесе бірнеше қатты дискілер болады, олар көбінесе логикалық, резервтік сақтау контейнерлеріне немесе RAID-ке орналастырылады. NAS файлдық протоколдарды қолданады, мысалы NFS (UNIX жүйелерінде танымал), SMB (Server Message Block) (Microsoft Windows жүйелерінде қолданылады), AFP (Apple Macintosh компьютерлерінде қолданылады) немесе NCP (OES және Novell NetWare жүйелерінде қолданылады). NAS құрылғылары клиенттерді бір протоколмен шектемейді.

DAS-пен салыстыру

Тікелей қосылған сақтау (DAS) мен NAS арасындағы басты айырмашылық – DAS қолданыстағы сервердің кеңейтілуі болып табылады және міндетті түрде желіге қосылмайды. Атауынан көрініп тұрғандай, DAS әдетте USB немесе Thunderbolt кабельі арқылы қосылады. NAS желі арқылы файлдарды ортақ пайдалану үшін қарапайым және дербес шешім ретінде құрастырылған. DAS және NAS екеуі де RAID немесе кластерлеуді пайдалану арқылы деректерге қолжетімділікті арттыра алады. NAS және DAS-тың әрқайсысында әртүрлі көлемде кэш жады болуы мүмкін, бұл өнімділікке елеулі әсер етеді. NAS-ты жергілікті (желіге қосылмаған) DAS-пен салыстырғанда, NAS-тың өнімділігі желінің жылдамдығы мен жүктелуіне басты назар аударады. NAS әдетте аппараттық (процессор, жад, сақтау құрылғылары) немесе төменгі деңгейдегі бағдарламалық жасақтама (қосымшалар, плагиндер, қосымша протоколдар) тұрғысынан жақсартуға мүмкіндік бермейді, бірақ көптеген NAS шешімдері жүйені жақсырақ конфигурациялауға немесе сақтаудан басқа мүмкіндіктерді қосуға (видеобақылау, виртуализация, медиа және т.б.) арналған көптеген бағдарламалық қолданбаларды орнату опциясын ұсынады. DAS көбінесе деректерді сақтауға ғана бағытталған, бірақ мүмкіндіктер нақты өндіруші ұсынатын опцияларға байланысты болуы мүмкін.

SAN-мен салыстыру

NAS сақтауды және файлдық жүйені қамтамасыз етеді. Бұл көбінесе SAN (сақтау аймақтық желісі) -мен салыстырылады, ол тек блок негізіндегі сақтауды ұсынады және файлдық жүйе мәселелерін "клиент" жағына қалдырады. SAN протоколдарына Fibre Channel, iSCSI, ATA over Ethernet (AoE) және HyperSCSI жатады. NAS пен SAN арасындағы айырмашылықты шартты түрде қарастырғанда, NAS клиенттік операциялық жүйеге файлдық сервер ретінде көрінеді (клиент осы сервердегі желілік дискілерді бөліске қою арқылы қолдана алады), ал SAN арқылы қолжетімді дискі клиенттік операциялық жүйеде әлі де дискі ретінде көрінеді, дискіні және томды басқару құралдарында (клиенттің жергілікті дискілерімен бірге) көрінеді және оны файлдық жүйемен форматтауға және орнатуға болады. Олардың айырмашылықтарына қарамастан, SAN және NAS бір-бірінсіз де жұмыс істей алады және SAN NAS гибриді ретінде біріктірілуі мүмкін, бұл бір жүйеден файлдық деңгейдегі протоколдарды (NAS) және блок деңгейдегі протоколдарды (SAN) ұсынады. Файл жүйесі қызметтерін ұсыну үшін SAN-нің үстінде бөліскен дискілік файлдық жүйе де іске қосылуы мүмкін.

Тарих

1980 жылдардың басында Брайан Рэнделл және оның Ньюкасл университетіндегі әріптестері "Ньюкасл байланысы" арқылы UNIX машиналары жиынтығында қашықтан файлдарға қол жеткізуді көрсетті және дамытты. Novell NetWare серверлік операциялық жүйесі және NCP протоколы 1983 жылы жарық көрді. "Ньюкасл байланысынан" кейін Sun Microsystems компаниясының 1984 жылғы NFS шығарылымы желілік серверлерге желілік клиенттермен сақтау кеңістігін бөлісуге мүмкіндік берді. 3Com және Microsoft осы жаңа нарықты дамыту үшін LAN Manager бағдарламалық жасақтамасы мен протоколын жасады. 3Com-ның 3Server және 3+Share бағдарламалық жасақтамасы – ашық жүйелер серверлері үшін арнайы құрылған алғашқы сервер (қарастырылған жабдық, бағдарламалық қамтамасыз ету және бірнеше дискілерді қамтиды). Novell, IBM және Sun файл серверлерінің табысына шабыттанған бірнеше фирмалар арнайы файл серверлерін жасады. 3Com жұмыс үстелінің операциялық жүйелері үшін арнайы NAS құраған алғашқы фирмалардың бірі болса, Auspex Systems UNIX нарығында пайдалану үшін арнайы NFS серверін жасаған алғашқылардың бірі болды. Auspex инженерлерінің тобы 1990 жылдардың басында Windows SMB және UNIX NFS протоколдарын қолдайтын, жоғары масштабталуға және оңай орнатуға ие интеграцияланған NetApp FAS құру үшін бөлінді. Бұл қазір NetApp және EMC Celerra жетекшілік ететін NAS құрылғыларының нарығын бастады. 2000 жылдардың басында бір файлдық шешімдерге балама ұсынатын стартаптар тізімі пайда болды, мысалы: Spinnaker Networks (2004 жылдың ақпанында NetApp сатып алды), Exanet (2010 жылдың ақпанында Dell сатып алды), Gluster (2011 жылы RedHat сатып алды), ONStor (2009 жылы LSI сатып алды), IBRIX (HP сатып алды), Isilon (2010 жылдың қарашасында EMC сатып алды), PolyServe (2007 жылы HP сатып алды) және Panasas. 2009 жылы NAS жеткізушілері (әсіресе CTERA Networks және Netgear) онлайн апатты жағдайларда қалпына келтіру үшін NAS құрылғыларына енгізілген онлайн резервтік көшірме шешімдерін ұсына бастады. 2021 жылға қарай NAS шешімдерінің үш негізгі түрі ұсынылады (барлығы гибридтік бұлт үлгілерімен, онда деректер NAS-те және бөлек NAS-те немесе қоғамдық бұлт қызметін ұсынатын провайдер арқылы сақталуы мүмкін). NAS-тің бірінші түрі тұтынушылардың қажеттіліктеріне бағытталған, әдетте 1-5 ыстық ауыстырылатын қатты дискіні қолдайтын төмен бағалы нұсқаларды ұсынады. Екіншісі шағын және орта бизнеске бағытталған – бұл NAS шешімдері 2-ден 24-ке дейін және одан да көп қатты дискілерден тұрады және әдетте мұнаралық немесе серверлік корпуста ұсынылады. Баға процессорға, компоненттерге және қолдау көрсетілетін жалпы мүмкіндіктерге байланысты айтарлықтай өзгеруі мүмкін. Соңғы түрі кәсіпорындарға немесе ірі бизнеске бағытталған және озық бағдарламалық қамтамасыз ету мүмкіндіктерімен ұсынылады. NAS шешімдері әдетте сатып алушыға (немесе IT бөліміне) қатты дискінің құнын, көлемін және сапасын таңдауға мүмкіндік беру үшін орнатылмаған қатты дискілермен сатылады.

Қолданылуы

NAS тек клиенттік компьютерлерге үлкен көлемде деректерді орталықтандырылған түрде сақтау үшін ғана емес, сонымен қатар пайдалы. NAS сақтау қызметтерін ұсына отырып, жүктемені бөлу және қателерге төзімді электрондық пошта мен веб-сервер жүйелері сияқты қарапайым және төмен құнды жүйелерді құруға мүмкіндік береді. NAS үшін дамып келе жатқан нарық – көптеген мультимедиялық деректер бар тұтынушылар нарығы. Мұндай тұтынушыларға арналған құрылғылар қазір кеңінен қолжетімді. Олар серверлік құрылғылардан айырмашылығы, көбінесе кішірек өлшемде шығарылады. NAS құрылғыларының бағасы соңғы жылдары күрт төмендеді, бұл үй тұтынушыларына арзан тұрақты USB немесе FireWire сыртқы дискісінің құнынан аспайтын, желілік негіздегі икемді сақтауды ұсынады. Осы үйге арналған құрылғылардың көптеген түрлері ARM, x86 немесе MIPS процессорларында жұмыс істейтін кіріктірілген Linux операциялық жүйесіне негізделген.

Ашық бастапқы кодты серверлік іске асырулар

Ашық бастапқы кодты NAS-қа бағытталған Linux және FreeBSD дистрибутивтері қол жетімді. Олар стандартты компьютерлік жабдықтарға оңай орнатылу үшін жасалған және әдетте веб-браузер арқылы конфигурацияланады. Оларды виртуалды машинадан, Live CD, қосылатын USB флеш-дискіден (Live USB) немесе орнатылған қатты дискілердің бірінен іске қосуға болады. Олар Samba (SMB демоны), NFS демоны және FTP демондарын іске қосады, бұл демондар аталған операциялық жүйелер үшін тегін қолжетімді.

Желіге қосылған қауіпсіз дискілер

Желіге қосылған қауіпсіз дискілер (NASD) – Карнеги Меллон университетінің 1997–2001 жылдарғы ғылыми-зерттеу жобасы, мақсаты – тиімді, кеңейтілген сақтау енінің қамтамасыз етілуі. NASD файл серверінің (файл менеджерінің) жүктемесін азайтады, себебі ол деректерді сақтау құрылғыларына клиенттерге тікелей беруге мүмкіндік береді. Файл менеджерінің көп бөлігі жұмысы файл жүйесі саясатын дискіге біріктірмей-ақ сақтау дискісіне жүктеледі. Клиенттік көптеген операциялар, мысалы, оқу/жазу, тікелей дискілерге жіберіледі; сирек кездесетін операциялар, мысалы, куәландыру, файл менеджеріне жіберіледі. Дискілер өзгермелі ұзындықтағы нысандарды клиенттерге жібереді, тұрақты өлшемді блоктардың орнына. Файл менеджері клиенттерге сақтау нысандарына қол жеткізу үшін уақытпен шектелген кэштік мүмкіндік ұсынады. Клиенттен дискілерге файлға қол жеткізудің реті мынадай:

Клиент файл менеджеріне өзін куәландырады және файлға қол жеткізуді сұрайды. Егер клиентке сұралған файлға қол жеткізуге рұқсат берілсе, клиентке NASD дискілерінің желідегі орны мен олардың мүмкіндіктері беріледі. Егер клиент дискіге алғаш рет кірсе, ол дискімен қауіпсіз байланыс орнату үшін уақытпен шектелген кілтті алады. Файл менеджері тәуелсіз канал арқылы тиісті дискіні хабардар етеді. Енді клиент NASD дискілеріне тікелей қол жеткізеді, ал деректерді беру файл менеджерін айналып өтіп, желі арқылы жүзеге асырылады.

Кластерлі NAS

Кластерлі NAS – бірнеше серверде бір уақытта жұмыс істейтін таратылған файлдық жүйені пайдаланатын NAS. Кластерлі және дәстүрлі NAS арасындағы басты айырмашылық – деректер мен метадеректерді кластер тораптары немесе сақтау құрылғылары арқылы тарату (мысалы, жолақтап тарату) мүмкіндігі. Кластерлі NAS, дәстүрлі NAS сияқты, деректердің нақты орналасқан жеріне қарамастан, кластер тораптарының кез келгенінен файлдарға бірыңғай қол жеткізуді қамтамасыз етеді.