NAS im Vergleich zu SAN und DAS

Den Hype zur Cloud kann ich nicht verstehen, wer die Kosten im Auge behalten möchte, sollte sich die Arbeit machen, Server im Haus garantieren für Unabhängigkeit von Internet und Provider. Genaueres möchte ich euch unter Notfall einige Punkte erläutern.

NAS wird oft mit SANs verglichen, aber NAS steht eigentlich unter dem Dach "Speichernetzwerk". Der Hauptunterschied besteht darin, dass das SAN über einen Kanal und das NAS über ein Netzwerk angeschlossen ist.

Die SAN-Technologie ist ähnlich, unterscheidet sich jedoch von der NAS-Technologie (Network Attached Storage). Während SANs traditionell Low-Level-Netzwerkprotokolle für die Übertragung von Festplattenblöcken verwenden, arbeitet ein NAS-Gerät in der Regel über TCP/IP und kann relativ einfach in Heimcomputernetzwerke integriert werden.

Ein NAS ist ein einzelnes Speichergerät, das mit Datendateien arbeitet, während ein SAN ein lokales Netzwerk aus mehreren Geräten ist, die auf Festplattenblöcken arbeiten.

Ein SAN verwendet häufig iSCSI- und Fibre-Channel-Verbindungen. Ein NAS stellt in der Regel Ethernet- und TCP/IP-Verbindungen her.

Auf hoher Ebene erfüllen Storage Area Networks (SANs) den gleichen Zweck wie ein NAS-System. Ein SAN stellt Datenspeicherfunktionen für andere Netzwerkgeräte bereit. Herkömmliche SANs unterschieden sich in mehreren Punkten von herkömmlichen NAS. Insbesondere SANs verwendeten häufig Fibre Channel anstelle von Ethernet, und ein SAN enthielt häufig mehrere Netzwerkgeräte oder "Endpunkte" in einem eigenständigen oder "privaten" LAN, während NAS auf einzelnen Geräten beruhte, die direkt mit dem vorhandenen öffentlichen LAN verbunden waren.

Das herkömmliche NAS-System ist eine einfachere Netzwerkspeicherlösung, die praktisch eine Teilmenge einer vollständigen SAN-Implementierung darstellt. Die Unterscheidung zwischen NAS und SAN ist in letzter Zeit unscharf geworden, da Technologieunternehmen weiterhin neue Netzwerkspeicherprodukte erfinden und vermarkten.

Heutige SANs verwenden manchmal Ethernet, NAS-Systeme manchmal Fibre Channel und NAS-Systeme enthalten manchmal private Netzwerke mit mehreren Endpunkten. Das Hauptunterscheidungsmerkmal zwischen NAS- und SAN-Produkten liegt nun in der Wahl des Netzwerkprotokolls. SAN-Systeme übertragen Daten über das Netzwerk in Form von Festplattenblöcken (Dateiblöcke fester Größe, mit Low-Level-Speicherprotokollen wie SCSI), während NAS-Systeme auf einer höheren Ebene mit der Datei selbst arbeiten.

Vorteile & Nachteile:

Obwohl SAN-Lösungen im Vergleich zu NAS teurer und komplexer in der Wartung sind, bieten sie mehr Vorteile. Lassen Sie uns einige von ihnen erwähnen:

Der wichtigste und unbestreitbare Vorteil von SAN ist seine hohe Performance. Die Optimierung des Datenverkehrs erfolgt bereits in der Phase des Aufbaus der Unternehmensnetzwerkinfrastruktur. In der Regel wird SAN in einem separaten Netzwerksegment implementiert. Es ermöglicht nicht nur die Auslagerung der Hauptkommunikation, sondern auch die Sicherung von Daten vor unbefugtem Zugriff. Weiterhin optimiert der blockbasierte Datenzugriff die Leistung vieler ressourcenintensiver Anwendungen, einschließlich Datenbanken, Videoverarbeitung usw., erheblich.

Skalierbarkeit. SAN ermöglicht die Erstellung eines riesigen, geografisch entfernten Pools von Speichergeräten. Der Neuzuweisungsprozess des Speichernetzwerks ist für die Benutzer transparent. Mehrere SANs, die sich in verschiedenen Teilen der Erde befinden, können problemlos zum gemeinsamen Netzwerk konsolidiert werden, sodass die Server auf Speicher-Volumes zugreifen können, ohne den Standort einer bestimmten Ressource zu kennen. Ebendarum werden SANs häufig in Virtualisierungslösungen verwendet.

Zuverlässigkeit. Die SAN-Struktur ermöglicht in der Regel die Verwendung mehrerer Backup-Optionen, z. B. die Spiegelung und Replikation von Daten zwischen den Remote-Servern. Das Netzwerk kann so organisiert werden, dass bei einer Unterbrechung eines oder mehrerer Knoten die Verwaltung sofort auf den Reserveknoten verschoben wird, wodurch die Möglichkeit eines Datenverlusts ausgeschlossen wird. Für den Aufbau von HA-Netzwerken werden SAN-Speicher verwendet.

Sicherheit. Die SAN-Struktur schließt praktisch die Möglichkeit eines nicht genehmigten Zugriffs auf die Daten durch einen nicht autorisierten Benutzer aus.

Der einzige und sehr bedingte Nachteil der SAN-Technologie sind die relativ hohen (im Vergleich zu NAS) Kosten für Implementierung und Wartung. Für die Verwaltung sehr komplexer Strukturen ist hoch qualifiziertes Personal erforderlich. Bei der Schätzung der Kosten für die Speichererstellung muss jedoch berücksichtigt werden, dass mit zunehmender Skalierung die relativen Kosten für die NAS-Wartung steigen und für SAN sinken werden.

Somit können auf Basis der aufgeführten Merkmale folgende Schlussfolgerungen gezogen werden:

Die NAS-basierten Lösungen erfüllen die Anforderungen kleiner, homogener Unternehmensnetzwerke, in denen keine Hochleistungssoftware verwendet wird. In diesem Fall ist der Schlüsselfaktor für die Wahl niedrige Kosten und einfache Wartung.

Die SAN-Lösungen kommen zum Einsatz, wenn Zuverlässigkeit, Fehlertoleranz und hohe Performance die Schlüsselfaktoren sind. Die meisten kritischen Funktionen sind für die NAS-Geräte schwer zu implementieren, weshalb die Verwendung von SAN zum Standard für die HA-Anwendungen wird.

Das einzige, was mit SAN nicht realisiert werden kann, ist ein Dateiserver, auf den Clients mit verschiedenen Plattformen und Betriebssystemen zugreifen können. Dies ist jedoch mit NAS leicht zu erreichen. Für solche speziellen Fälle existieren die hybriden Systeme, die den Zugriff auf Daten sowohl auf Block- als auch auf Dateiebene ermöglichen.

Die Vorteile von NAS gegenüber herkömmlichem Server-Attached Storage lassen sich in drei Worten zusammenfassen: Wirtschaftlichkeit, Geschwindigkeit und Einfachheit. Das NAS-Gerät befindet sich im Netzwerk und ist für einen einzigen Zweck optimiert: Daten effizient zu den Benutzern zu pumpen, ohne den Overhead und die Komplexität von Allzweckservern.

NAS-Geräte können eine verbesserte Dateizugriffsleistung zu wesentlich geringeren Kosten als Allzweck-Netzwerkserver erzielen. Unter Berücksichtigung der zusätzlichen Kosteneinsparungen, die durch die Plug-and-Play-Installation, die buchstäblich nur wenige Minuten dauert, und die kontinuierlich reduzierten Verwaltungskosten erzielt werden, ist NAS ein echtes Schnäppchen für Netzwerkspeicheranforderungen.

NAS stellt den traditionellen Dateiserver-Ansatz in Frage, indem es Systeme entwickelt, die speziell für die Datenspeicherung entwickelt wurden. Anstatt mit einem Allzweckcomputer zu beginnen und Funktionen von dieser Basis zu konfigurieren oder zu entfernen, beginnen NAS-Designs mit den einfachen Komponenten, die zur Unterstützung von Dateiübertragungen erforderlich sind, und fügen Funktionen "von unten nach oben" hinzu.

Wie herkömmliche Dateiserver folgt NAS einem Client/Server-Design. Ein einzelnes Hardwaregerät, oft als NAS-Box oder NAS-Head bezeichnet, fungiert als Schnittstelle zwischen dem NAS und den Netzwerk-Clients. Diese NAS-Geräte benötigen keinen Monitor, keine Tastatur oder Maus. Sie führen in der Regel ein Embedded-Betriebssystem anstelle eines voll ausgestatteten NOS aus. Ein oder mehrere Festplatten (und möglicherweise Bandlaufwerke) können an viele NAS-Systeme angeschlossen werden, um die Gesamtkapazität zu erhöhen.

Clients verbinden sich jedoch immer mit dem NAS-Head und nicht mit den einzelnen Speichergeräten. Clients greifen in der Regel über eine Ethernet-Verbindung auf ein NAS zu. Der NAS wird im Netzwerk als einzelner "Knoten" angezeigt, bei dem es sich um die IP-Adresse des Hauptgeräts handelt. Ein NAS kann alle Daten speichern, die in Form von Dateien angezeigt werden, z. B. E-Mail-Postfächer, Webinhalte, Remote-Systemsicherungen usw.

Insgesamt entspricht die Verwendung eines NAS denen herkömmlicher Dateiserver. NAS-Systeme streben nach zuverlässigem Betrieb und einfacher Verwaltung. Sie enthalten häufig integrierte Funktionen wie Speicherplatzkontingente, sichere Authentifizierung oder das automatische Senden von E-Mail-Benachrichtigungen, falls ein Fehler erkannt wird.

Befürworter von NAS behaupten, dass die NAS-Technologie diese Vorteile gegenüber herkömmlichen Dateiservern bietet:

geringere KostenBessere Sicherheithöhere Verfügbarkeit (weniger Ausfallzeiten)Einfachere Bedienung und Verwaltung

Fibre Channel ist eine Reihe verwandter Netzwerkstandards auf physikalischer Ebene. Die Fibre-Channel-Technologie verarbeitet Hochleistungs-Festplattenspeicher für Anwendungen in vielen Unternehmensnetzwerken. Fibre Channel unterstützt Daten-Backups, Clustering und Replikation. Wie Ethernet, sein Hauptkonkurrent, kann Fibre Channel Kupferkabel verwenden. Kupfer begrenzt Fibre Channel jedoch auf eine maximal empfohlene Reichweite von 30 Metern. Bei Verwendung teurerer Glasfaserkabel erreicht Fibre Channel bis zu 10 Kilometer. Die ursprüngliche Version von Fibre Channel arbeitete mit einer maximalen Datenrate von 1 Gbit/s. Neuere Versionen des Standards erhöhten diese Rate auf 16 Gbit/s, wobei auch Versionen mit 8 Gbit/s und 10 Gbit/s verwendet wurden.

Fibre-Channel-Netzwerke haben in der Vergangenheit den Ruf, teuer im Aufbau, schwierig zu verwalten und aufgrund von Inkompatibilitäten zwischen Herstellerprodukten unflexibel zu aktualisieren.

Ein SAN bietet nicht nur Any-to-Any-Verbindungen, sondern schafft auch eine skalierbare Umgebung. Da Speicher und Server voneinander unabhängig sind, können Speichergeräte oder Server zu ihren jeweiligen Netzwerken hinzugefügt oder entfernt werden, ohne sich gegenseitig zu beeinflussen.

Speichergeräte können dem SAN hinzugefügt werden, ohne sich Gedanken über die Konfigurationen eines Servers machen zu müssen. Durch die Isolierung der potenziellen Unterbrechungen der Server von denen des Speichers wird das Potenzial für Unterbrechungen reduziert.

SAN basiert auf einem gekapselten SCSI-Protokoll. SAN ist eine Art lokales Netzwerk (LAN), das für große Datenübertragungen entwickelt wurde. Ein SAN unterstützt in der Regel Datenspeicherung, -abruf und -replikation in Unternehmensnetzwerken mit High-End-Servern, mehreren Festplatten-Arrays und Fibre-Channel-Verbindungstechnologie.

Der Begriff SAN kann sich manchmal auf System Area Networks anstelle eines Storage Area Network beziehen. System Area Networks sind Cluster von Hochleistungscomputern, die für verteilte Verarbeitungsanwendungen verwendet werden, die eine schnelle lokale Netzwerkleistung erfordern. Storage Area Networks hingegen sind speziell für das Datenmanagement konzipiert.

Ein Storage Area Network (SAN) ist ein Speichernetzwerk auf Unternehmensebene mit mehreren (oft Hunderten) Festplatten, die von einem intelligenten Gerät verwaltet werden. Dies ermöglicht eine maximal effiziente Nutzung des gesamten verfügbaren Speicherplatzes, senkt die Gesamtbetriebskosten (TCO) und erhöht den Return on Investment (ROI). Am wichtigsten ist, wenn ein Laufwerk abstürzt, gehen Ihre Daten nicht verloren!

Server, die Anwendungen hosten, kommunizieren mit einem SAN über Fibre-Channel-Netzwerkgeräte (iSCSI und F/C over IP werden ebenfalls unterstützt), und das SAN bestimmt, wo Daten gespeichert werden. Wenn eine Festplatte aus irgendeinem Grund ausfällt, stellen die anderen Festplatten im Speichernetzwerk die Daten im Wesentlichen durch eine Reihe von Algorithmen wieder her, sodass keine Informationen verloren gehen.

Die Daten auf den Festplatten werden jede Nacht auf Band gesichert und auch extern gespeichert. Dies schützt vor einer katastrophalen Systemkompromittierung.