Miesięcznik informatyków i menedżerów IT sektora publicznego

Artur Pęczak

Sposoby na pamięć – NAS vs. SAN

Systemy NAS i SAN należą do jednej kategorii rozwiązań pamięci masowej. Wyraźne różnice między nimi, widoczne na poziomie architektury budowanych rozwiązań, dostarczanych funkcji i kosztów, klasyfikują je jednak do różnych grup odbiorców i zastosowań.

Wybór dostępnych interfejsów hosta odbywa się na etapie zamawiania macierzy. Na zrzucie system pamięci masowej Fujitsu Eternus DX100 S4 skierowany do małych i średnich przedsiębiorstw, który można wyposażyć w interfejsy Fibre Channel, iSCSI, Ethernet oraz SAS.

Network Attached Storage (NAS) to w wolnym tłumaczeniu pamięć masowa podłączana do sieci. To pojedyncze urządzenie, służące do przechowywania i udostępniania danych, pełniące funkcję serwera plików lub dysku sieciowego, z szeregiem dodatkowych narzędzi do obsługi multimediów, monitoringu wizyjnego, hostowania stron internetowych czy backupu i archiwizacji. Kategoria NAS obejmuje zarówno jedno-, jak i dwudyskowe urządzenia, zamknięte w kompaktowej obudowie niewiele większej niż same nośniki, aż po 24–48-dyskowe macierze z dwoma kontrolerami, wydajnymi interfejsami 10/40 GbE w obudowie 2U do montażu w szafie stelażowej. Z kolei SAN to skrót od angielskich wyrazów Storage Area Network, tłumaczonych jako „sieć pamięci masowej”. Kluczem jest tutaj słowo „sieć”, które wskazuje na architekturę logicznie połączonych urządzeń, takich jak macierze dyskowe, napędy i biblioteki taśmowe, będących magazynem danych dla serwerów (hostów) organizacji. O ile Ethernet zapewnia komunikację urządzeń użytkowników i serwerów w sieci lokalnej, wykorzystanie sieci SAN ogranicza się do przesyłania danych dyskowych. SAN pomaga rozdzielić funkcje składowania i udostępniania danych od zasobów obliczeniowych uruchamianych na serwerach, przy czym zasoby te mogą być współdzielone między hostami. Komunikacja między urządzeniami odbywa się za pośrednictwem dedykowanych przełączników SAN.

Najprostsza, odrobinę akademicka definicja obu tych rozwiązań brzmi: SAN współdzieli zasoby dyskowe w dedykowanej sieci, zaś NAS udostępnia dane we współdzielonej sieci. Z innej perspektywy: operacje dyskowe I/O w SAN są identyczne jak w przypadku operacji wykonywanych na dysku podłączonym bezpośrednio do serwera. W przypadku NAS operacje I/O wykonywane są na zdalnym systemie plików.

Zastosowania pamięci masowej

Punktem wyjścia do rozważań na temat różnic między systemami NAS i SAN może być próba wskazania, w jaki sposób pamięć masowa podłączana jest do urządzeń końcowych (bezpośrednio czy przez sieć), jakiego rodzaju protokoły, urządzenia i okablowanie zapewniają komunikację między stronami (Fibre Channel, Ethernet) oraz na jakim poziomie uzyskiwany jest dostęp do danych (blokowy czy plikowy). Zacznijmy jednak od próby nakreślenia zastosowań obu tych rozwiązań.

Wyraźne różnice między NAS i SAN można dostrzec na poziomie zastosowań. NAS idealnie sprawdzi się w małych i średnich organizacjach, które potrzebują niedrogiego w zakupie i utrzymaniu rozwiązania do przechowywania i udostępniania danych, przy zachowaniu wysokiego poziomu stabilności, niezawodności oraz możliwości skalowania w górę wraz ze wzrostem ilości przetwarzanych danych. Typowy NAS oferuje funkcje serwera plików, zaś dziesiątki wbudowanych lub instalowanych ze sklepu aplikacji pozwalają wykorzystać go na wiele innych sposobów – jako bibliotekę multimediów, system monitoringu, narzędzie współdzielenia danych przez internet, aż po przechowywanie kopii zapasowych. W mniejszych środowiskach NAS można wykorzystać jako platformę do wirtualizacji – miejsce składowania maszyn wirtualnych (datastore) w formie pamięci blokowej iSCSI lub współdzielonego udziału NFS.

Sieci SAN wdrażane są w centrach danych, dużych przedsiębiorstwach z własną infrastrukturą obliczeniową oraz w urzędach korzystających z wirtualizacji i aplikacji o znaczeniu krytycznym. SAN oferuje bardzo wysoką wydajność i niezawodność w dostępie do współdzielonej pamięci masowej z możliwością skalowania dostępnej przestrzeni dyskowej oraz liczby hostów uzyskujących do niej dostęp. Sieć SAN składa się z kilku komponentów: urządzeń z interfejsami FC, FCoE, Ethernet, takimi jak macierze dyskowe, urządzenia NAS (!), biblioteki taśmowe czy serwery, oraz przełączników sieciowych, zapewniających komunikację między pamięcią masową i hostami połączonymi w sieć wraz z opcjonalnym oprogramowaniem do zarządzania i orkiestracji całym środowiskiem. Pełna sieć SAN (ang. Fabric) pozwala stworzyć zamkniętą, wysoce skalowalną sieć wymiany danych poprzez dodawanie kolejnych przełączników, analogicznie do sieci LAN, o różnych topologiach – od mesh łączącej urządzenia SAN do jednego lub wielu przełączników, bez budowania hierarchii ich funkcji, po core-edge z warstwami przełączników rdzeniowych, brzegowych i dostępowych. Te same zasoby dyskowe mogą być współdzielone przez wiele hostów; ten sam host może uzyskiwać dostęp do zasobów na wielu macierzach.

Koszt wdrożenia małej sieci Fabric SAN w oparciu o Fibre Channel zaczyna się od kilkudziesięciu tysięcy dolarów. Małe i średnie organizacje, które nie potrzebują tej klasy rozwiązań albo mają ograniczone budżety i nieduży personel IT, mogą budować swoje środowiska SAN w oparciu o dostęp blokowy iSCSI. Urządzenia NAS coraz częściej wkraczają w obszar zarezerwowany dotychczas dla dedykowanych macierzy dyskowych klasy korporacyjnej. W ofercie czołowych dostawców znajdziemy mocne konfiguracje urządzeń z procesorami Intel Xeon, wewnętrznymi interfejsami SAS 12 GB/s, dwoma aktywnymi kontrolerami, kartami 10/40 GbE oraz zoptymalizowanym oprogramowaniem iSCSI, co razem zapewnia ciągłość działania oraz wysoką wydajność i przepustowość pamięci masowej. Urządzenia tej klasy mają funkcje znane z typowych macierzy dyskowych, takie jak deduplikacja i kompresja danych, kopie migawkowe czy możliwość synchronicznej replikacji na urządzenia zapasowe. Brak interfejsów FC, FcoE czy IB ogranicza wykorzystanie urządzeń do budowy sieci SAN z dostępem blokowym w oparciu o iSCSI.

Blokowo vs. plikowo

Klasyczny podział rozwiązań NAS i SAN dotyczy sposobu udostępniania danych w pamięci masowej. Sieć SAN dostarcza zasoby dyskowe na poziomie blokowym, podczas gdy główną funkcją serwera NAS jest udostępnianie danych w protokołach plikowych (poziom systemu plików). Podział ten wydaje się nieco na wyrost, jeśli weźmiemy pod uwagę, że urządzenia NAS mogą udostępniać zasoby na poziomie blokowym przez iSCSI, w rezultacie czego same stają się częścią większej sieci SAN. I odwrotnie – na rynku znajdziemy macierze dyskowe klasy korporacyjnej, które pozwalają na przechowywanie danych blokowych i plików na pojedynczej platformie. Z perspektywy dostępu blokowego najważniejszą kwestią do rozważenia staje się więc spór o to, którą architekturę sieci danych wybrać – Fibre Channel i jego pochodne w macierzach dyskowych klasy korporacyjnej czy iSCSI w urządzeniach NAS.

[...]

Autor zawodowo zajmuje się informatyką. Publikuje w magazynach komputerowych i serwisach internetowych.

Pełna treść artykułu jest dostępna w papierowym wydaniu pisma. Zapraszamy do składania zamówień na prenumeratę i numery archiwalne.
 
 

Polecamy

Biblioteka Informacja Publiczna

Specjalistyczne publikacje książkowe dla pracowników administracji publicznej

więcej