Für einen neuen Systemadministrator kann die Speicherung einer der verwirrenderen Aspekte der Infrastruktur sein. Diese Verwirrung kann durch fehlenden Umgang mit neuen oder unterschiedlichen Technologien verursacht werden, häufig weil der Speicherbedarf möglicherweise von einem anderen Team verwaltet wird. Ohne ein besonderes Interesse an der Speicherung kann ein Administrator eine Reihe von Missverständnissen, Fragen oder Bedenken darüber haben, wie oder warum verschiedene Lösungen implementiert werden sollen.
Bei der Diskussion über Unternehmensspeicher stehen zwei Konzepte im Mittelpunkt der meisten Gespräche:Storage Area Networks (SAN) und Network-Attached Storage (NAS). Beide Optionen stellen Clients über ein Netzwerk Speicher zur Verfügung, was den großen Vorteil bietet, dass einzelne Server als Single Points of Failure entfernt werden. Die Verwendung einer dieser Optionen reduziert auch die Kosten einzelner Clients, da keine großen Mengen an lokalem Speicher mehr benötigt werden.
Das Speichern all dieser wichtigen Daten in einem speziell entwickelten System bietet einen zentralen Ort für
Verwalten und sichern Sie Ihre Daten, erstellen Sie Zugriffskontrollen, stellen Sie Sicherheitskontexte zum Schutz Ihrer Daten bereit und vieles mehr an einem einzigen Ort, anstatt all diese Prozesse in eine Flotte von Maschinen integrieren zu müssen. Die Skalierung des Speichers zur Erfüllung zukünftiger Anforderungen ist ebenfalls viel einfacher, wenn der Speicher zentral angeordnet ist. Sie müssen nicht mehr so viel Energie aufwenden, um die Festplattennutzung einzelner Server zu verfolgen. Stattdessen verwalten Sie den größeren zentralen Pool und erhöhen die Kapazität, indem Sie nach Bedarf Festplatten oder Festplatten-Shelfs hinzufügen. Diese Erweiterungen können sogar abgestuft werden, indem Laufwerke mit unterschiedlichen Leistungsfähigkeiten verwendet werden, um den verschiedenen Clients, die diesen Speicher verwenden, ein maßgeschneidertes Erlebnis zu bieten.
Unabhängig von der erforderlichen Leistung verwenden sowohl ein SAN als auch ein NAS dieselben Grundbausteine für ihren zugrunde liegenden Speicher:Laufwerke. Diese Laufwerke können alles sein, von preiswerten 3,5-Zoll-Plattenlaufwerken für Verbraucher bis hin zu SAS-Laufwerken mit 10.000 U/min und bis hin zu Solid-State- und NVM Express (NVMe)-Geräten. Geschwindigkeits-, Skalierungs- und Budgetanforderungen bestimmen das richtige Design, aber dies ist alles allgemein verfügbare Hardware und es wird nichts zu Exotisches benötigt.
Wenn man diese beiden großen Ideen aus der Ferne betrachtet, scheinen sie austauschbar zu sein, aber sie haben viele Unterschiede, die es wert sind, berücksichtigt zu werden. Ein NAS ist aus architektonischer Sicht normalerweise ein einzelner Server. Es kann als virtuelle Maschine auf einem Hypervisor erstellt werden, ist aber aus Skalierungs- und Leistungsgründen häufiger selbst eine physische Maschine.
Die NAS-Maschine führt ein oder mehrere Dateifreigabeprotokolle aus, die einem internen Netzwerk ausgesetzt sind. Anschließend werden diese Freigaben von Protokollen wie NFS oder SMB (CIFS) präsentiert, damit Clients zum Lesen/Schreiben von Dateien eine Verbindung zum NAS herstellen können, als ob jeder Client ein großes lokales Dateisystem hätte. Ein netzwerkverfügbares Dateisystem wie dieses wird in einer Geschäftsumgebung häufig benötigt, daher ist ein NAS ein einfacher Einstiegspunkt in die Welt der gemeinsam genutzten Speicher.
Ein SAN hingegen ist selten eine einzelne Maschine. Die SAN-Philosophie besteht darin, ein Speichersystem aufzubauen aus einer Handvoll unabhängiger Teile. Selbst mit den kostengünstigsten Optionen haben Sie normalerweise ein einziges physisches Gehäuse mit zwei Controllern, die für Wartungszwecke (Upgrades usw.) oder im Falle eines Ausfalls aufeinander umschalten können.
SAN-Speicher basiert auf der Idee, Hosts, die Kontrolle über ihre eigenen Speicherdetails (Dateisysteme usw.) benötigen, Zugriff auf Blockebene zu bieten, anstatt eine einfache Dateifreigabe wie NFS bereitzustellen. Eine Maschine würde normalerweise eine interne Festplatte als Blockgerät verwenden und darauf Dateisysteme erstellen. Das SAN abstrahiert dieses Problem und stellt dieses Blockgerät über ein Netzwerk bereit. Dieser Zugriff wird fast immer entweder mit iSCSI oder Fibre Channel (einschließlich Fibre Channel over Ethernet oder FCoE) als Kommunikationsprotokoll zwischen den Clients und dem SAN bereitgestellt. Der Client, der dieses Blockgerät nutzt, kann es dann partitionieren und nach Bedarf Dateisysteme darauf erstellen, ohne sich um ein anderes Team kümmern zu müssen, das diese Details verwaltet.
Ein guter SAN-Anwendungsfall ist ein VMware-Hypervisor, der SAN-Speicher zum Speichern von Daten virtueller Maschinen verwendet, anstatt auf seinen eigenen lokalen Laufwerken. Das native Dateisystem von VMware (VMFS) erfordert Zugriff auf Blockebene auf seinen Speicher, was bedeutet, dass es keine Dateifreigabe (wie NFS) verwenden kann, um diese Daten zu speichern; obwohl bei Bedarf stattdessen ein NFS-Datenspeicher erstellt werden kann.
Während ein NAS meistens eine einzelne Maschine ist, können die Komponenten eines SAN dedizierte Switches (oder VLANs in einem gemeinsam genutzten Netzwerk), Controller-Knoten, Platteneinschübe, Bandsicherungseinheiten oder Gateway-Geräte umfassen. Die zusätzliche Komplexität bietet eine bessere Skalierbarkeit, Redundanz und Tiering für einzelne Dienste, die auf dem SAN ausgeführt werden. Aufgrund dieses Cluster-ähnlichen Hardware-Ansatzes ist es in der Regel einfacher, einem SAN zusätzliche Ressourcen in Form von neuen Switches oder Festplatteneinschüben hinzuzufügen als einem NAS.
Das Hinzufügen von Ressourcen zu einem NAS erfordert, dass Speicherplatz, Konnektivität und Strom in einer Maschine frei sind, da das NAS-Modell normalerweise von einem einzelnen Gehäuse (oder einer einzelnen virtuellen Maschine) abhängt. Es gibt sicherlich Möglichkeiten, ein NAS auf große Größen zu skalieren, aber das SAN-Modell ist viel besser für Wachstum und Skalierung geeignet. Für einen Administrator kann es sogar sinnvoll sein, ein großes SAN für viele verschiedene Gruppen aufzubauen, einschließlich Backup-Speicher für ein virtuelles NAS, wenn der Platz für die Bereitstellung eines großen physischen NAS begrenzt ist. Dieser Ansatz ist möglich, weil ein SAN und ein NAS effektiv auf unterschiedlichen Abstraktionsebenen leben; das SAN stellt den Blockspeicher bereit, den ein NAS von Natur aus benötigt, und das NAS verwaltet das Dateisystem und die Netzwerkfreigaben zusätzlich zu diesem Blockspeicher.
Diese Technologien schließen sich nicht gegenseitig aus, noch ist eine von Natur aus besser als die andere. Beide bieten wertvolle Speichermöglichkeiten für unterschiedliche Anforderungen. Viele Unternehmen führen am Ende einen oder mehrere von jedem Typ für unterschiedliche Workloads, Redundanzgrade und Verfügbarkeit aus. Wenn Sie einen Ort benötigen, an dem eine Gruppe von Benutzern ihre Dateien speichern und freigeben kann, ist ein NAS wahrscheinlich die richtige Antwort. Der Versuch, ein NAS zu verwenden, um gemeinsam genutzten Speicher für Workloads bereitzustellen, die einen Speicherzugriff auf niedrigerer Ebene erfordern (wie Block) oder die ein weniger verbreitetes Dateisystem (wie vmfs) haben, kann viel mehr Komplexität mit sich bringen, und folglich wäre ein SAN a viel bessere Passform.
* Bildnachweis: „Storage 5x10s“ von Meathead Movers ist lizenziert unter CC BY-SA 2.0 und „Storage Units“ von JeepersMedia ist lizenziert unter CC BY 2.0.