ذخیره‌سازی متصل به شبکه (Network-Attached Storage) چیست؟
ذخیره‌سازی متصل به شبکه (NAS) یک دستگاه ذخیره‌سازی اختصاصی برای فایل‌ها است که داده‌ها را به‌صورت مداوم در دسترس کارمندان قرار می‌دهد تا بتوانند به‌طور مؤثر در یک شبکه همکاری کنند. هر شبکه کامپیوتری شامل ماشین‌های سرور متصل به هم و ماشین‌های کلاینت است که درخواست‌هایی را به سرورها ارسال می‌کنند. دستگاه‌های NAS سرورهای تخصصی هستند که تنها به ذخیره‌سازی داده‌ها و درخواست‌های اشتراک‌گذاری فایل می‌پردازند. آن‌ها خدمات ذخیره‌سازی سریع، امن و قابل‌اعتماد را به شبکه‌های خصوصی ارائه می‌دهند.
چرا دستگاه‌های NAS مهم هستند؟
شرکت‌های بزرگ و کوچک در صنایع مختلف به دلیل ارائه راه‌حل‌های ذخیره‌سازی مؤثر، مقیاس‌پذیر و کم‌هزینه، راه‌حل‌های NAS را انتخاب می‌کنند. در مقایسه با سرورهای دیگر، سرورهای فایل NAS دسترسی سریع‌تر به داده‌ها را فراهم می‌کنند و پیکربندی و مدیریت آن‌ها آسان‌تر است. آن‌ها می‌توانند از برنامه‌های تجاری مختلف پشتیبانی کنند، از جمله سیستم‌های ایمیل خصوصی، پایگاه‌های داده حسابداری، حقوق و دستمزد، ضبط و ویرایش ویدئو، ثبت داده‌ها و تحلیل‌های تجاری.
برخی از مزایای NAS عبارتند از:
۱. استقرار ابر خصوصی برای سازمان‌ها
ابر خصوصی، ابری است که منابع را از مرکز داده سازمان میزبانی میکند. این می‌تواند بر اساس منابع سخت‌افزاری داخلی یا زیرساخت جداگانه‌ای که توسط شخص ثالث ارائه شده است، باشد. شما می‌توانید از دستگاه‌های NAS برای استقرار ذخیره‌سازی ابر خصوصی در سازمان خود استفاده کنید.
۲. راه‌حل‌های ذخیره‌سازی محلی انعطاف‌پذیر برای کسب‌وکارهای کوچک
سیستم‌های NAS می‌توانند بر اساس اندازه و نیازهای سازمان سفارشی شوند. دستگاه‌های کم‌هزینه با ظرفیت ذخیره‌سازی کمتر و دستگاه‌های پیشرفته گران‌قیمت در بازار موجود هستند.
ذخیره‌سازی متصل به شبکه برای چه استفاده می‌شود؟
سازمان‌ها از راه‌حل‌های NAS برای انجام وظایف متعددی استفاده می‌کنند، از جمله:
- ذخیره‌سازی و اشتراک‌گذاری فایل‌ها
- ایجاد آرشیوهای داده فعال یا برای پشتیبان‌گیری داده‌ها و بازیابی در برابر بلایا
- میزبانی زیرساخت دسکتاپ مجازی
- آزمایش و توسعه برنامه‌های وب و سمت سرور
- پخش فایل‌های رسانه‌ای و تورنت‌ها
- ذخیره تصاویر و ویدئوهایی که نیاز به دسترسی مکرر دارند
- ایجاد مخزن چاپ داخلی
برای مثال، یک شرکت رسانه‌ای روزانه تصاویر زیادی تولید میکند. با این حال، این شرکت نمی‌تواند به دلیل تأخیر شبکه، این داده‌ها را به‌طور مداوم به ابر منتقل کند. در عوض، از یک دستگاه NAS پیشرفته برای ذخیره‌سازی عکس‌ها استفاده میکند. هر کارمند می‌تواند از طریق شبکه شرکت به این عکس‌ها دسترسی داشته باشد و آن‌ها را ویرایش کند.
اجزای دستگاه NAS چیست؟
دستگاه‌های NAS معمولاً از چندین جزء تشکیل شده‌اند:
درایوهای ذخیره‌سازی فیزیکی
دستگاه‌های NAS می‌توانند بین دو تا پنج هارد دیسک داشته باشند که ظرفیت ذخیره‌سازی بالایی را فراهم می‌کنند. چندین درایو فیزیکی به‌صورت منطقی به‌عنوان ظروف ذخیره‌سازی اضافی (RAID) مرتب شده‌اند. RAID یک فناوری مجازی‌سازی است که چندین جزء ذخیره‌سازی فیزیکی را به یک یا چند واحد منطقی ترکیب میکند. این امر به پشتیبان‌گیری داده‌ها و بهبود عملکرد کمک میکند.
واحد پردازش مرکزی (CPU)
دستگاه‌های NAS دارای CPU هستند که هوش محاسباتی و قدرت لازم برای مدیریت سیستم فایل را فراهم میکند. CPU داده‌ها را می‌خواند و می‌نویسد تا فایل‌ها را پردازش و ارائه کند، کاربران متعدد را مدیریت کند و در صورت تمایل با ابر ادغام شود.
سیستم‌عامل
سیستم‌عامل یک رابط نرم‌افزاری بین سخت‌افزار دستگاه ذخیره‌سازی و کاربر آن است. اگرچه دستگاه‌های ذخیره‌سازی متصل به شبکه پیچیده با سیستم‌عامل‌های خاص خود عرضه می‌شوند، برخی دستگاه‌های ساده‌تر ممکن است فاقد سیستم‌عامل باشند.
رابط شبکه
واحد NAS از طریق رابط شبکه به شبکه متصل می‌شود. اتصال شبکه می‌تواند کابل اترنت یا Wi-Fi باشد. بسیاری از دستگاه‌های NAS همچنین دارای پورت‌های USB برای شارژ یا اتصال دستگاه‌های دیگر به دستگاه NAS هستند.
اصل ذخیره‌سازی پایه دستگاه‌های NAS چیست؟
NAS ذخیره‌سازی متصل به شبکه برای داده‌های مبتنی بر فایل است. سه روش اصلی ذخیره‌سازی وجود دارد:
- ذخیره‌سازی فایل: در ذخیره‌سازی فایل، می‌توانید داده‌ها را در فایل‌ها ذخیره کنید، فایل‌ها را در پوشه‌ها سازمان‌دهی کنید و آن‌ها را در سلسله‌مراتبی از دایرکتوری‌ها و زیرپوشه‌ها قرار دهید. این یک تکنیک ذخیره‌سازی محبوب و آشنا است.
- ذخیره‌سازی بلاکی: ذخیره‌سازی بلاکی یک فایل را به تکه‌های کوچک‌تر (یا بلوک‌ها) تقسیم میکند و هر بلوک را به‌طور جداگانه تحت یک آدرس منحصربه‌فرد ذخیره میکند. کامپیوتر می‌تواند بلوک‌ها را در هر جای دستگاه ذخیره کند. سیستم‌عامل سرور از آدرس منحصربه‌فرد برای بازسازی بلوک‌ها به فایل استفاده میکند. این روش سریع‌تر از جستجو در سلسله‌مراتب برای دسترسی به یک فایل است.
- ذخیره‌سازی شیء: اشیاء واحدهای مجزای داده هستند که بدون سلسله‌مراتب یا ساختار ذخیره می‌شوند. هر شیء شامل داده‌ها، اطلاعات توصیفی درباره داده‌ها (متادیتا) و یک شماره شناسایی منحصربه‌فرد است. با استفاده از این اطلاعات، نرم‌افزار سیستم می‌تواند شیء را پیدا کرده و به آن دسترسی داشته باشد.
ذخیره‌سازی فایل در مقابل بلاک در مقابل شیء
هر نوع ذخیره‌سازی می‌تواند به روش‌های مختلفی استفاده شود. برای مثال، ذخیره‌سازی فایل برای اشتراک‌گذاری فایل محلی و ذخیره‌سازی بلاکی برای برنامه‌های با عملکرد بالا استفاده می‌شود. از سوی دیگر، می‌توانید از ذخیره‌سازی شیء برای ذخیره داده‌های بدون ساختار مانند ایمیل، ویدئوها، فایل‌های تصویری، صفحات وب و داده‌های حسگر تولیدشده توسط اینترنت اشیا (IoT) استفاده کنید.
ذخیره‌سازی متصل به شبکه (NAS) چگونه کار میکند؟
سیستم‌های NAS سخت‌افزار و نرم‌افزار را با پروتکل‌ها (یا قوانین) ترکیب می‌کنند تا از اشتراک‌گذاری فایل در شبکه پشتیبانی کنند. با پیروی از این پروتکل‌ها، هر کامپیوتر می‌تواند به‌طور یکپارچه به فایل‌ها از دستگاه NAS دسترسی پیدا کند، گویی فایل‌ها روی خود کامپیوتر ذخیره شده‌اند.
پروتکل‌های ارتباطی
شبکه‌ها می‌توانند چندین پروتکل انتقال داده را اجرا کنند، اما اکثر شبکه‌ها دارای پروتکل اینترنت (IP) و پروتکل کنترل انتقال (TCP) هستند. IP بخشی است که آدرس را برای ارسال داده‌های فایل دریافت میکند. پس از آن، TCP داده‌ها را با ترکیب آن‌ها به بسته‌ها و ارسال بسته‌ها از طریق شبکه تحویل می‌دهد.
پروتکل‌های قالب‌بندی فایل
ماشین‌های موجود در یک شبکه کامپیوتری می‌توانند سیستم‌عامل‌های زیربنایی متفاوتی مانند ویندوز، لینوکس یا یونیکس داشته باشند. همه آن‌ها می‌خواهند به ذخیره‌سازی فایل NAS در قالب فایل بومی خود دسترسی داشته باشند. بنابراین، سیستم‌های فایل NAS داده‌ها را قبل از ارسال به شبکه قالب‌بندی می‌کنند. پروتکل‌های قالب‌بندی برای ارائه فایل شامل:
- سیستم‌های فایل شبکه (NFS): سیستم‌های لینوکس و یونیکس از این پروتکل استفاده می‌کنند. NFS روی هر سخت‌افزار، سیستم‌عامل یا معماری شبکه کار میکند.
- بلوک پیام سرور (SMB): ماشین‌های مایکروسافت ویندوز از این پروتکل استفاده می‌کنند.
- پروتکل فایلینگ اپل (AFP): این یک پروتکل اختصاصی برای دستگاه‌های اپل با سیستم‌عامل macOS است.
انواع مختلف دستگاه‌های NAS چیست؟
NAS مبتنی بر سرور
سرورهای NAS دستگاه‌هایی هستند که برای تنظیم ذخیره‌سازی فایل در محل استفاده می‌شوند. آن‌ها در اندازه‌ها و انواع مختلفی عرضه می‌شوند. برای مثال، می‌توانید واحدهای رومیزی یا واحدهای سرور NAS نصب‌شده در قفسه خریداری کنید. می‌توانید آن‌ها را از طریق شبکه کنترل و پیکربندی کنید.
NAS مقیاس‌پذیر به بالا
دستگاه‌های NAS مقیاس‌پذیر به بالا شامل درایوهای ذخیره‌سازی هستند که توسط یک جفت کنترل‌کننده مدیریت می‌شوند. هر زمان که به ظرفیت ذخیره‌سازی بیشتری نیاز دارید، درایوهای NAS بیشتری خریداری می‌کنید. با این حال، کنترل‌کننده‌ها دارای محدودیت‌های عملکرد و ظرفیت هستند. آن‌ها تنها می‌توانند تعداد محدودی از درایوها را بهینه مدیریت کنند. هنگامی که به این محدودیت برسید، باید یک دستگاه مقیاس‌پذیر به بالا جدید خریداری کنید. این منجر به دو سیلوی مستقل ذخیره‌سازی فایل می‌شود. باید داده‌های فایل خود را به‌صورت دستی بین هر دو سیلو توزیع و مدیریت کنید، که منجر به افزایش هزینه‌های سربار می‌شود.
NAS مقیاس‌پذیر به بیرون
دستگاه‌های NAS مقیاس‌پذیر به بیرون شامل گروه‌های سروری هستند که شماره‌های واحد منطقی یا اشتراک‌های فایل را از طریق شبکه ارائه می‌دهند. آن‌ها همچنین دارای کنترل‌کننده‌ها و درایوها هستند. با این حال، کنترل‌کننده‌ها می‌توانند چندین واحد فیزیکی را به هم متصل کنند تا به‌عنوان یک واحد منطقی عمل کنند. سیستم به‌صورت خطی مقیاس‌پذیر است و با افزودن ظرفیت، عملکرد افزایش می‌یابد.
شبکه‌های ذخیره‌سازی منطقه‌ای NAS در مقایسه با سایر معماری‌های شبکه ذخیره‌سازی چگونه است؟
NAS یکی از چندین راه‌حل ذخیره‌سازی شبکه است.
SAN
شبکه ذخیره‌سازی منطقه‌ای (SAN) یک شبکه پرسرعت اختصاصی است که چندین سرور را با طیف گسترده‌ای از دستگاه‌های ذخیره‌سازی متصل میکند. سازمان‌ها از SAN برای دسترسی متمرکز، تکثیر و محافظت از تمام ذخیره‌سازی خود به‌عنوان یک منبع جمعی واحد استفاده می‌کنند. SAN همچنین از فناوری‌های اضافی مانند RAID و حذف داده‌های تکراری برای بهینه‌سازی ظرفیت و قابلیت اطمینان ذخیره‌سازی استفاده میکند.
NAS در مقابل SAN
هر دو NAS و SAN سیستم‌های ذخیره‌سازی شبکه‌ای هستند. آن‌ها ظرفیت ذخیره‌سازی را جمع‌آوری کرده و با سرورهای برنامه از طریق یک شبکه پرسرعت به اشتراک می‌گذارند. تفاوت اصلی بین آن‌ها در نحوه درک آن‌ها توسط کاربر است. برای کلاینت‌ها، NAS به‌عنوان یک سیستم فایل و SAN به‌عنوان سیستم‌عامل عمل میکند. NAS درخواست‌های فایل فردی را مدیریت میکند، اما SAN درخواست‌هایی را برای بلوک‌های پیوسته داده مدیریت میکند. NAS و SAN همچنین از پروتکل‌ها و فناوری‌های زیربنایی متفاوتی استفاده می‌کنند. SAN برای کاربران انعطاف‌پذیرتر است، اما راه‌اندازی و مدیریت آن ممکن است هزینه بیشتری داشته باشد.
ذخیره‌سازی متصل مستقیم (DAS)
ذخیره‌سازی متصل مستقیم (DAS) ذخیره‌سازی است که می‌تواند به‌طور مستقیم به یک دستگاه سرور متصل شود. رایج‌ترین مثال DAS یک هارد دیسک خارجی متصل شده با کابل است. تنها سرور میزبان می‌تواند به‌طور مستقیم به داده‌ها دسترسی داشته باشد. دستگاه‌های دیگر باید داده‌ها را از دستگاه میزبان درخواست کنند.
NAS در مقابل DAS
DAS پیش‌نیاز NAS است. DAS مستقیماً به سرورها متصل می‌شود، بنابراین اسلات‌های توسعه در سرور هم مقیاس و هم اتصال آن را محدود می‌کنند. اندازه DAS همچنین ظرفیت ذخیره‌سازی را محدود میکند و آن را به تعداد کمی پورت یا اتصالات میزبان محدود میکند. این برای اشتراک‌گذاری مناسب نیست و مدیریت آن پیچیده است.
محدودیت‌های NAS در محل چیست؟
NAS به دلیل ناتوانی در ارائه عملکرد در مقیاس محدود است.
پیچیدگی مدیریت
نگهداری زیرساخت NAS در محل می‌تواند بار عملیاتی را افزایش دهد و بودجه‌های فناوری اطلاعات را برای سازمان‌هایی با بودجه و منابع محدود تخلیه کند.
دشواری در مقیاس‌پذیری سریع
دستگاه‌های NAS برای ارائه داده‌ها به هارد دیسک‌ها (HDD) وابسته هستند. متأسفانه، اگر تعداد زیادی کاربر به‌طور هم‌زمان درخواست فایل ارسال کنند، می‌تواند سیستم NAS را تحت فشار قرار دهد.
عدم تضمین خدمات
دستگاه‌های NAS نمی‌توانند هیچ تضمینی برای خدمات ذخیره‌سازی ارائه دهند. کاربران ممکن است با مشکلاتی مانند تأخیر داده، داده‌های گمشده و از دست رفتن داده مواجه شوند. دستگاه‌های NAS همیشه برای عملیات حیاتی قابل‌اعتماد نیستند.
چگونه کاربران می‌توانند محدودیت‌های NAS را برطرف کنند؟
شما می‌توانید محدودیت‌های NAS را با افزودن دستگاه‌های NAS بیشتر به شبکه، ادغام با SAN یا جایگزینی دستگاه‌های NAS با ذخیره‌سازی ابری برطرف کنید. در زیر گزینه‌ها را بررسی می‌کنیم:
افزودن دستگاه‌های NAS بیشتر
برای افزایش ظرفیت ذخیره‌سازی، می‌توانید معماری NAS را به‌صورت مقیاس‌پذیر به بالا یا به بیرون گسترش دهید. مقیاس‌پذیری به بالا به این معناست که از نرم‌افزار کنترل‌کننده ذخیره‌سازی برای مدیریت چندین درایو فیزیکی در همان سرور NAS استفاده کنید. مقیاس‌پذیری به بیرون به این معناست که از یک رابط ارتباطی نرم‌افزاری مشترک به نام API برای مدیریت چندین سرور NAS استفاده کنید. با مقیاس‌پذیری به بیرون، سازمان‌ها می‌توانند فضا برای میلیاردها فایل ایجاد کنند. با این حال، پیکربندی، کدگذاری و مدیریت آن هزینه‌بر است.
ذخیره‌سازی یکپارچه
با وجود تفاوت‌هایشان، SAN و NAS متقابلاً انحصاری نیستند. می‌توانید آن‌ها را ترکیب کنید تا یک هیبرید SAN-NAS تشکیل دهید که پروتکل‌های سطح فایل و سطح بلوک را از همان سیستم ارائه می‌دهد. همچنین می‌توانید NAS را روی یک سیستم SAN اجرا کنید تا خدمات سیستم فایل را دریافت کنید. می‌توانید دستگاه‌هایی با اجزای هیبرید SAN/NAS در بازار پیدا کنید.
ذخیره‌سازی ابری
می‌توانید NAS فیزیکی را با استفاده از ذخیره‌سازی فایل مبتنی بر ابر تقویت یا جایگزین کنید. یک دروازه ابری در لبه شبکه مرکز داده شرکت، داده‌های برنامه را بین ذخیره‌سازی محلی و ابر عمومی جابه‌جا میکند. ارائه‌دهنده ابر، ذخیره‌سازی داده را به‌عنوان یک سرویس مدیریت و اجرا میکند. می‌توانید به‌صورت درخواستی با ظرفیت و هزینه‌های به‌موقع به ذخیره‌سازی دسترسی داشته باشید و نیازی به خرید و مدیریت زیرساخت ذخیره‌سازی داده خود ندارید. ذخیره‌سازی ابری به شما چابکی، مقیاس جهانی و دوام با دسترسی به داده‌ها در هر زمان و هر مکان می‌دهد.
