Сетевое хранилище как работает

NAS для нас: от дорогого к простому и бюджетному

Продолжая тему накопителей, поднятую в постах про беспроводные диски и флешки, хочу перейти к теме NAS. Штука эта довольно интересная, особенно в эпоху планшетов, ноутбуков и множества семейных устройств. Я специально остановлюсь на домашнем применении, потому что корпоративный NAS – тема отдельной большой статьи.

Зачем нужен NAS дома? Вроде бы простой вопрос и большинство на него ответит так – для хранения данных и доступа к ним всех членов семьи. Только вот это совсем не так, потому что тогда проще и вполне достаточно будет взять нормальный роутер и подключить к нему внешний диск по USB.

Зачем же тогда нужен NAS?

Какой нужен NAS?

Давайте так, NAS должен быть двухдисковым, чтобы можно было настроить RAID 1, зеркалящий данные на дисках. Большее количество дома вряд ли понадобится, меньшее – есть нехилый шанс потерять все данные.

Какие есть производители NAS? Собственно, фирм, которые делают роскошные разборные NAS для чуть более требовательных ползователей, всего две. Это Synology, когда-то ведший свой блог на Хабре и Qnap. Не будем трогать отдельную тему NAS-ов от таких компаний как Lacie или Buffalo, поскольку это уже совсем для профессионалов от аудио/видео и любителей решений «все готово и красиво» (хотя беспроводная серия Fuel у них вполне ничего).

Еще недавно я советовал большинству знакомых модели Synology DS213 или более свежую DS214. Они были весьма неплохи. Но на сегодняшний день я бы назвал идеальной QNAP Turbo NAS TS-251.

Он очень быстрый с точки зрения копирования файлов по сети (около 100 MB/s в режиме чтения и копирования), у него быстрый процессор (двухядерный Intel Celeron 2.41GHz). У него огромный объем памяти (в самом дешевом варианте идет 1 гигабайт, но можно самому вставить до 8 гигов). Есть USB 3.0 разъем для быстрого резервного копирования файлов (к примеру, воткнул флешку из зеркалки и быстро слил все фотографии в архив). Еще у него есть HDMI-порт, позволяющий подключить его напрямую к телевизору и позволяющий сделать нехилый домашний кинотеатр. Заявляется поддержка перекодирования видео в любой формат на лету, но для Full HD это работает через раз, так что лучше смотреть в нативном формате.

Еще у него отличная операционная система и множество мобильных приложений, позволяющих получить доступ к данным из любо точки планеты. Т.е. к примеру, вы фотограф и приезжаете на встречу к заказчику. В процессе обсуждения вылезает какая-то особая хотелка, вы с планшета по сети заходите к себе на NAS и отыскиваете какую-нибудь древнюю, но важную фотосессию.
Стоит это счастье 320 баксов без дисков.

Скока-скока? Все правильно, 320 американских долларов, или 30 тысяч рублей, если покупать его в России. А подешевле нет? Есть, возвращаемся к DS214.

Он стоит примерно в 2 раза дешевле, зато у него более тугодумный двухядерный процессор Marvell Armada XP MV78230 с частотой 1.066GHz. И памяти всего 512 мегабайт. Т.е. в 16 раз меньше максимальной у Qnap.
На скорости доступа это сказывается не так критически

но становится существенно, когда вы пользутесь большим количеством сервисов (тот же семейный музыкальный сервер iTunes, к примеру, торентокачалка и так далее). И да, у DS214 нет HDMI выхода.

Блин, а что так дорого то?

Если честно, то в обоих случаях вы платите даже не за железо, а за довольно удобную и продвинутую операционную систему с множеством плюшек (тех же мобильных приложений, возможности развертывания музыкальных серверов и так далее).
Если вам оно не надо, можно сделать самосборный комп и накатить FreeNAS. Хорошая операционка, множество удобных настроек и так далее.

Но есть одно но – такая система проигрывает в энергопотреблении и шумоизоляции специализированным NAS. Ну и FreeNas по сравнению с ОС от QNAP и Synology, это как Мас и Linux. Первый красив и интуитивно понятен каждому. Второй позволяет все настроить очень тонко, но вы должны понимать – что происходит под капотом.

Небольшое отступление – я никак не хочу унизить FreeNas и тем более Linux. Но вы должны понимать, что это разные весовые категории.

А можно и рыбку съесть и удовольствие получить?

Можно. Вы вполне в состоянии купить недорогое железо и поставить на него операционку от грандов. К примеру существует отличный клон ОС от Synology с говорящим названием Xpenology (я не шучу, так и называется). Его достаточно легко накатить на HP Microserver, который можно найти б/у по цене 7-9 тысяч рублей (опять же без дисков). Слотов под диски там аж 5 штук (пятый можно воткнуть вместо DVD)

Поскольку операционка будет, скажем так, нелицензионной, не будет работать часть сервисов обращающаяся к серверу Synology. К примеру, не будет работать облачная синхронизация с Dropbox или Google Drive. А штука, прямо скажем полезная.

Блин, а можно еще дешевле?

Можно. Из ограниченных NAS я бы порекомендовал мой любимый WD My Cloud на 2 или 3 террабайта (обзор на Гиктаймс). Ну или что-то подобное от Seagate.

Стоят они порядка 9 и 12 тысяч вместе с диском (да, диск там всего один, что резко повышает риск потери данных). Что они могут – быстро передавать и писать данные по сети (около 50-60 Mb/sec). Содержат красивый интерфейс (не поленитесь, сходите по ссылке обзора выше, он правда красивый). Имеют возможность разделить доступ к данным (сына, вот тебе 1 гиг под твои образы игрушек и все). Позволяют зайти в данные по сети извне. Есть мобильные приложения (к примеру, чтобы листать фотографии с планшета или смотреть сериал с телефона на кухне). Недавно добавили поддержку медиасервера Plex.

Еще плюс в том, что, покопавшись в ядре можно поставить торрентокачалку. К примеру, одному моему знакомому мы ставили такую штуку на дачу, чтобы он мог по ночам потихоньку выкачивать фильмы, потому как днем канал был основательно забит. Т.е. это такой относительно быстрый сетевой винт, обладающий зачатками функциональности взрослых NAS. Если вам не надо большего – отличный вариант. Если не надо и этого, обратите внимание на роутер. Если роутер этого не умеет, поверьте, его пора менять. И дело тут будет не в функциях NAS.

Послесловие от компании iCover:
Уважаемые читатели, напоминаем, что вы читаете блог компании iCover, место где можно получить хороший совет или экспертизу в мире гаджетов. И, конечно, не забывайте подписываться на нас и мы обещаем — скучно не будет!

Источник

Сетевое хранилище NAS против внешних HDD: что лучше и практичнее?

Содержание

Содержание

Данные, данные, данные… Мы постоянно имеем дело с разными цифровыми данными. Документы по работе или фотографии из отпуска, коллекции любимых фильмов где-то нужно хранить. И если раньше хватало USB флешки, то с каждым годом требуется все больше места. Приоритетом становятся внешние жесткие диски и сетевые хранилища NAS. Но какой вариант накопителя подходит лучше для универсального использования?

Внешние жесткие диски на базе 3,5” HDD

Первыми внешними накопителями стали устройства на базе жестких дисков HDD, которые подключались к ПК по USB. Во внешних жестких дисках использовались стандартные HDD формата 3,5 дюйма. Но, так как интерфейс USB не способен выдать достаточную силу тока для раскручивания магнитного диска внутри такого HHD, необходим внешний блок питания. И именно это ограничивает круг использования такого накопителя, потому что рядом с ПК или ноутбуком необходима розетка. К тому же внешние жесткие не особо компактные.

Когда они только появились, то их популярность была оправдана — по сравнению с флэшками внешние HDD предлагали гораздо больше объема. Но сейчас они нужны разве что как резервный накопитель, который подключается через USB. Чтобы такие накопители хоть как-то продавались, производители начали снабжать их USB-разъемами для зарядки гаджетов.

Внешние жесткие диски на базе 2,5” HDD

Внешние жесткие диски на базе 2,5-дюймовых HDD стали гораздо проще в использовании. Блок питания им уже не нужен — достаточно подключить по USB и все.

При использовании USB 2.0 внешник приходилось подключать к двум разъемам USB сразу для дополнительного питания устройства. С переходом на USB 3.0 такая необходимость отпала, и теперь все работает на одном кабеле USB 3.0.

Во внешних жестких дисках используются медленные HDD со скоростью вращения 5400 оборотов в минуту. С одной стороны — ниже скорость доступа к данным, с другой — тихая работа. За счет использования компактного жесткого диска уменьшился и размер корпуса — теперь внешник удобно брать с собой куда угодно, да и розетку искать не надо для подключения.

Сетевые хранилища (NAS)

В одно время с появлением внешних жестких дисков на рынок выходят новые устройства хранения — сетевые хранилища NAS (Network Attached Storage). Они не были внешними и не были компактными, но тоже строились на базе жестких дисков. Однако здесь пользователь получает доступ к данным через локальную сеть.

Позже NAS стали подключаться к интернету, и стало еще удобнее — использовать свои данные можно в любой точке мира, где есть выход в сеть. Сетевые хранилища стали своего рода личными, защищенными облачными хранилищами. И именно с этих пор NAS стали популярными среди простых пользователей. Теперь нет нужно брать с собой отдельное устройство, так как вы в любой момент можете подключиться к сетевому хранилищу, которое физически находится у вас дома.

Сетевое хранилище — это ваш маленький сервер, который хранит данные и организует доступ к ним. В них можно использовать от одного жесткого диска до нескольких десятков. Конечно, для дома достаточно одного или нескольких дисков, но в некоторых моделях можно расширить количество накопителей при необходимости. При работе от двух дисков можно резервировать данные при помощи RAID-массивов — они повышают надежность хранения данных. Подробнее про RAID-массивы мы писали в этой статье.

Более того, у NAS своя операционная система, поэтому сетевое хранилище может стать не только базой данных, но и медиа-сервером в домашней сети для просмотра контента дома или на вашем мобильном устройстве, где бы вы ни были. Операционки настолько гибкие, что вы можете организовать видеонаблюдение при подключении IP-камер или использовать NAS как WEB-сервер для работы ваших сайтов. Доступ к даным можно разграничить при помощи политики учетных записей, а при необходимости привязать к домену компании.

Сегодня лидером по производству и удобству использования является компания Synology, которая разработала универсальную и максимально простую в использовании операционную систему DSM (Disk Station Manager) на базе Linux. Помимо перечисленных задач, вы всегда можете установить дополнительные приложения через «Центр пакетов», которые расширят функционал вашего сетевого хранилища, будь то построение телефонии на базе ASTERISK в вашем офисе или торрент-качалка из интернета без участия вашего ПК. Дополнительные расширения постоянно обновляются и добавляются новые, поэтому возможности вашего сетевого хранилища ограничены лишь аппаратной частью.

Сетевое хранилище против внешнего жесткого диска

Итак, что все-таки лучше? Давайте рассмотрим в таблице сравнения.

Сетевое хранилище (NAS)

Внешний жесткий диск

Плюсы:

Минусы:

Плюсы:

Минусы:

Всегда ли NAS лучше?

Если вам часто приходится копировать большие объемы данных с накопителя и обратно, а также иметь их с собой всегда при себе, то тут предпочтительнее будет все же внешний жесткий диск 2,5”. Вы всегда сможете получить доступ к данным через USB разъем независимо от интернета. Тоже касается и дисков форм-фактора 3,5”, но они большие и нужна розетка. А еще, если вы имеете дело с небольшими по объему данными, то сетевое хранилище будет не выгодно по цене, в отличии от внешнего диска. Тем более если эти файлы не имеют особой ценности, например, фильм скачанный в дорогу с интернета. Даже если вы случайно потеряете жесткий диск, фильм всегда можно скачать с интернета снова.

Во всех остальных случаях сетевое хранилище впереди. Это удобный и простой доступ к данным через интернет. Решили посмотреть фильм в дороге, который скачали ранее? Просто подключились к сетевому хранилищу через интернет и посмотрели его онлайн или скачали на смартфон. Подключили камеры видеонаблюдения к хранилищу через сеть? Теперь всегда будете в курсе, что творится у вас на участке. Нет времени для скачивания данных с торрентов? Предоставьте это вашему NAS, и все данные буду скачаны на хранилище, даже когда вы спите. Любите фотографировать на смартфон, и там всегда заканчивается место в самый не подходящий момент? Включите синхронизацию, и пусть все фотографии отправляются на облако. Кстати, там все удобно сортируется, а при необходимости можно создавать альбомы и делиться с друзьями. Вариантов использования сетевого хранилища множество, но каждый найдет там то, что устроит именно его. Что не скажешь про внешние жесткие диски.

Сравнение по цене

Однодисковое сетевое хранилище и внешний жесткий диск

Внешний жесткий диск

Как можно увидеть из сравнения выше, внешний жесткий диск всегда будет выигрывать по цене. А при увеличении максимального количества дисков в хранилище, разница будет только расти.

Итоги

Сетевое хранилище выгодно отличается от внешнего жесткого диска. Интернет сейчас есть практически везде, значит доступ к вашим данным возможен с любого устройства, имеющего подключение к сети— смартфон, планшет, ноутбук и даже телевизор. Теперь нет необходимости хранить фотографии, отснятые в путешествии, на внешнем жестком диске, уязвимом к физическим повреждениям. Можно сразу перенести все снимки на сетевое хранилище, которое находится от вас за тысячи километров, и быть уверенным, что с ними ничего не произойдет. И точно так же можно скачать все необходимые данные с вашего NAS из любой точки мира или безопасно поделиться данными с другом.

Но сетевое хранилище проигрывает внешним жестким дискам по цене, ведь за производительность, масштабируемость и удобство надо платить, пусть и обоснованно. Поэтому внешние жесткие диски по цене пока вне конкуренции.

Источник

Хранение данных. Или что такое NAS, SAN и прочие умные сокращения простыми словами

TL;DR: Вводная статья с описанием разных вариантов хранения данных. Будут рассмотрены принципы, описаны преимущества и недостатки, а также предпочтительные варианты использования.

Зачем это все?

Хранение данных — одно из важнейших направлений развития компьютеров, возникшее после появления энергонезависимых запоминающих устройств. Системы хранения данных разных масштабов применяются повсеместно: в банках, магазинах, предприятиях. По мере роста требований к хранимым данным растет сложность хранилищ данных.

Надежно хранить данные в больших объемах, а также выдерживать отказы физических носителей — весьма интересная и сложная инженерная задача.

Хранение данных

Под хранением обычно понимают запись данных на некоторые накопители данных, с целью их (данных) дальнейшего использования. Опустим исторические варианты организации хранения, рассмотрим подробнее классификацию систем хранения по разным критериям. Я выбрал следующие критерии для классификации: по способу подключения, по типу используемых носителей, по форме хранения данных, по реализации.

По способу подключения есть следующие варианты:

подключение дисков в сервере

дисковая полка, подключаемая по FC

По типу используемых накопителей возможно выделить:

Если рассматривать форму хранения данных, то явно выделяются следующие:

По реализации достаточно сложно провести четкие границы, однако можно отметить:

RAID контроллер от компании Fujitsu

пример организации LVM с шифрованием и избыточностью в виртуальной машине Linux в облаке Azure

Давайте рассмотрим более детально некоторые технологии, их достоинства и недостатки.

Direct Attached Storage — это исторически первый вариант подключения носителей, применяемый до сих пор. Накопитель, с точки зрения компьютера, в котором он установлен, используется монопольно, обращение с накопителем происходит поблочно, обеспечивая максимальную скорость обмена данными с накопителем с минимальными задержками. Также это наиболее дешевый вариант организации системы хранения данных, однако не лишенный своих недостатков. К примеру если нужно организовать хранение данных предприятия на нескольких серверах, то такой способ организации не позволяет совместное использование дисков разных серверов между собой, так что система хранения данных будет не оптимальной: некоторые сервера будут испытывать недостаток дискового пространства, другие же — не будут полностью его утилизировать:

Конфигурации систем с единственным накопителем применяются чаще всего для нетребовательных нагрузок, обычно для домашнего применения. Для профессиональных целей, а также промышленного применения чаще всего используется несколько накопителей, объединенных в RAID-массив программно, либо с помощью аппаратной карты RAID для достижения отказоустойчивости и\или более высокой скорости работы, чем единичный накопитель. Также есть возможность организации кэширования наиболее часто используемых данных на более быстром, но менее емком твердотельном накопителе для достижения и большой емкости и большой скорости работы дисковой подсистемы компьютера.

Storage area network, она же сеть хранения данных, является технологией организации системы хранения данных с использованием выделенной сети, позволяя таким образом подключать диски к серверам с использованием специализированного оборудования. Так решается вопрос с утилизацией дискового пространства серверами, а также устраняются точки отказа, неизбежно присутствующие в системах хранения данных на основе DAS. Сеть хранения данных чаще всего использует технологию Fibre Channel, однако явной привязки к технологии передачи данных — нет. Накопители используются в блочном режиме, для общения с накопителями используются протоколы SCSI и NVMe, инкапсулируемые в кадры FC, либо в стандартные пакеты TCP, например в случае использования SAN на основе iSCSI.

Давайте разберем более детально устройство SAN, для этого логически разделим ее на две важных части, сервера с HBA и дисковые полки, как оконечные устройства, а также коммутаторы (в больших системах — маршрутизаторы) и кабели, как средства построения сети. HBA — специализированный контроллер, размещаемый в сервере, подключаемом к SAN. Через этот контроллер сервер будет «видеть» диски, размещаемые в дисковых полках. Сервера и дисковые полки не обязательно должны размещаться рядом, хотя для достижения высокой производительности и малых задержек это рекомендуется. Сервера и полки подключаются к коммутатору, который организует общую среду передачи данных. Коммутаторы могут также соединяться с собой с помощью межкоммутаторных соединений, совокупность всех коммутаторов и их соединений называется фабрикой. Есть разные варианты реализации фабрики, я не буду тут останавливаться подробно. Для отказоустойчивости рекомендуется подключать минимум две фабрики к каждому HBA в сервере (иногда ставят несколько HBA) и к каждой дисковой полке, чтобы коммутаторы не стали точкой отказа SAN.

Недостатками такой системы являются большая стоимость и сложность, поскольку для обеспечения отказоустойчивости требуется обеспечить несколько путей доступа (multipath) серверов к дисковым полкам, а значит, как минимум, задублировать фабрики. Также в силу физических ограничений (скорость света в общем и емкость передачи данных в информационной матрице коммутаторов в частности) хоть и существует возможность неограниченного подключения устройств между собой, на практике чаще всего есть ограничения по числу соединений (в том числе и между коммутаторами), числу дисковых полок и тому подобное.

Network attached storage, или сетевое файловое хранилище, представляет дисковые ресурсы в виде файлов (или объектов) с использованием сетевых протоколов, например NFS, SMB и прочих. Принципиально базируется на DAS, но ключевым отличием является предоставление общего файлового доступа. Так как работа ведется по сети — сама система хранения может быть сколько угодно далеко от потребителей (в разумных пределах разумеется), но это же является и недостатком в случае организации на предприятиях или в датацентрах, поскольку для работы утилизируется полоса пропускания основной сети — что, однако, может быть нивелировано с использованием выделенных сетевых карт для доступа к NAS. Также по сравнению с SAN упрощается работа клиентов, поскольку сервер NAS берет на себя все вопросы по общему доступу и т.п.

Unified storage

Универсальные системы, позволяющие совмещать в себе как функции NAS так и SAN. Чаще всего по реализации это SAN, в которой есть возможность активировать файловый доступ к дисковому пространству. Для этого устанавливаются дополнительные сетевые карты (или используются уже существующие, если SAN построена на их основе), после чего создается файловая система на некотором блочном устройстве — и уже она раздается по сети клиентам через некоторый файловый протокол, например NFS.

Software-defined storage — программно определяемое хранилище данных, основанное на DAS, при котором дисковые подсистемы нескольких серверов логически объединяются между собой в кластер, который дает своим клиентам доступ к общему дисковому пространству.

Наиболее яркими представителями являются GlusterFS и Ceph, но также подобные вещи можно сделать и традиционными средствами (например на основе LVM2, программной реализации iSCSI и NFS).

N.B. редактора: У вас есть возможность изучить технологию сетевого хранилища Ceph, чтобы использовать в своих проектах для повышения отказоустойчивости, на нашем практическим курсе по Ceph. В начале курса вы получите системные знания по базовым понятиям и терминам, а по окончании научитесь полноценно устанавливать, настраивать и управлять Ceph. Детали и полная программа курса здесь.

Пример SDS на основе GlusterFS

Из преимуществ SDS — можно построить отказоустойчивую производительную реплицируемую систему хранения данных с использованием обычного, возможно даже устаревшего оборудования. Если убрать зависимость от основной сети, то есть добавить выделенные сетевые карты для работы SDS, то получается решение с преимуществами больших SAN\NAS, но без присущих им недостатков. Я считаю, что за подобными системами — будущее, особенно с учетом того, что быстрая сетевая инфраструктура более универсальная (ее можно использовать и для других целей), а также дешевеет гораздо быстрее, чем специализированное оборудование для построения SAN. Недостатком можно назвать увеличение сложности по сравнению с обычным NAS, а также излишней перегруженностью (нужно больше оборудования) в условиях малых систем хранения данных.

Гиперконвергентные системы

Подавляющее большинство систем хранения данных используется для организации дисков виртуальных машин, при использовании SAN неизбежно происходит удорожание инфраструктуры. Но если объединить дисковые системы серверов с помощью SDS, а процессорные ресурсы и оперативную память с помощью гипервизоров отдавать виртуальным машинам, использующим дисковые ресурсы этой SDS — получится неплохо сэкономить. Такой подход с тесной интеграцией хранилища совместно с другими ресурсами называется гиперконвергентностью. Ключевой особенностью тут является способность почти бесконечного роста при нехватке ресурсов, поскольку если не хватает ресурсов, достаточно добавить еще один сервер с дисками к общей системе, чтобы нарастить ее. На практике обычно есть ограничения, но в целом наращивать получается гораздо проще, чем чистую SAN. Недостатком является обычно достаточно высокая стоимость подобных решений, но в целом совокупная стоимость владения обычно снижается.

Облака и эфемерные хранилища

Логическим продолжением перехода на виртуализацию является запуск сервисов в облаках. В предельном случае сервисы разбиваются на функции, запускаемые по требованию (бессерверные вычисления, serverless). Важной особенностью тут является отсутствие состояния, то есть сервисы запускаются по требованию и потенциально могут быть запущены столько экземпляров приложения, сколько требуется для текущей нагрузки. Большинство поставщиков (GCP, Azure, Amazon и прочие) облачных решений предлагают также и доступ к хранилищам, включая файловые и блочные, а также объектные. Некоторые предлагают дополнительно облачные базы, так что приложение, рассчитанное на запуск в таком облаке, легко может работать с подобными системами хранения данных. Для того, чтобы все работало, достаточно оплатить вовремя эти услуги, для небольших приложений поставщики вообще предлагают бесплатное использование ресурсов в течение некоторого срока, либо вообще навсегда.

Из недостатков: могут заблокировать аккаунт, на котором все работает, что может привести к простоям в работе. Также могут быть проблемы со связностью и\или доступностью таких сервисов по сети, поскольку такие хранилища полностью зависят от корректной и правильной работы глобальной сети.

Заключение

Надеюсь, статья была полезной не только новичкам. Предлагаю обсудить в комментариях дополнительные возможности систем хранения данных, написать о своем опыте построения систем хранения данных.

Источник

• ← Сетевое хранилище как выбрать
• Сетевой адаптер как открыть →