NAS vs SAN

NAS vs SAN erzählt beim Vergleich dieser beiden gängigen Speicherarchitekturen nicht die ganze Geschichte. NAS vs SAN sind so komplementär wie wettbewerbsfähig und erfüllen unterschiedliche Anforderungen und Anwendungsfälle in der Organisation. Viele größere Organisationen besitzen beides.

Die IT-Budgets von Unternehmen sind jedoch nicht unbegrenzt, und Unternehmen müssen ihre Speicherausgaben entsprechend ihren vorrangigen Anforderungen optimieren. Dieser Artikel hilft Ihnen dabei, indem er NAS vs. SAN definiert, ihre Unterschiede aufzeigt und Anwendungsfälle für beide Architekturen vorstellt.

Sowohl Network Attached Storage (NAS) als auch Storage Area Network (SAN) wurden entwickelt, um das Problem zu lösen, gespeicherte Daten vielen Benutzern gleichzeitig zur Verfügung zu stellen. Jeder von ihnen bietet dedizierten Speicher für eine Gruppe von Benutzern, aber sie könnten nicht unterschiedlicher in ihrem Ansatz zur Erreichung ihrer Mission sein.

Ein NAS ist ein einzelnes Speichergerät, das Dateien über Ethernet bereitstellt und relativ kostengünstig und einfach einzurichten ist, während ein SAN ein eng gekoppeltes Netzwerk mehrerer Geräte ist, die mit blockbasierten Daten arbeiten und teurer und komplexer einzurichten und zu verwalten sind. Aus Benutzersicht besteht der größte Unterschied zwischen NAS und SAN darin, dass NAS-Geräte wie Volumes auf einem Dateiserver aussehen und Protokolle wie NFS und SMB / CIFS verwenden, während SAN-verbundene Festplatten dem Benutzer als lokale Laufwerke angezeigt werden.

(Network Attached Storage) NAS definiert:

Ein NAS ist ein Computer, der mit einem Netzwerk verbunden ist und dateibasierte Datenspeicherdienste für andere Geräte im Netzwerk bereitstellt. Die Hauptstärke von NAS ist die einfache Einrichtung und Bereitstellung. NAS-Volumes werden dem Benutzer als Netzwerk-Volume angezeigt. Die zu servierenden Dateien befinden sich typischerweise auf einem oder mehreren Speicherlaufwerken, die häufig in logischen, redundanten Speichercontainern oder RAID angeordnet sind. Das Gerät selbst ist ein Netzwerkknoten, ähnlich wie Computer und andere TCP / IP-Geräte, die alle ihre eigene IP-Adresse pflegen und effektiv mit anderen vernetzten Geräten kommunizieren können. Obwohl ein NAS normalerweise nicht als Allzweck-Server konzipiert ist, bieten NAS-Anbieter und Drittanbieter zunehmend andere Software an, um serverähnliche Funktionen auf einem NAS bereitzustellen.

NAS-Geräte bieten eine einfache Möglichkeit für mehrere Benutzer an verschiedenen Standorten, auf Daten zuzugreifen. NAS bietet gute Zugriffskontrollen und Sicherheit, um die Zusammenarbeit zu unterstützen, und ermöglicht es auch Personen, die kein IT-Fachmann sind, den Zugriff auf die Daten zu verwalten und zu verwalten. Es bietet auch eine gute grundlegende Datensicherheit durch den Einsatz redundanter Datenstrukturen — oft RAID — und automatische Backup-Dienste auf lokalen Geräten und in der Cloud.

• NAS ist ein Datenspeichergerät auf Dateiebene, das an ein TCP / IP-Netzwerk, normalerweise Ethernet, angeschlossen ist. Es verwendet normalerweise NFS- oder CIFS-Protokolle, obwohl andere Optionen wie HTTP verfügbar sind.
• NAS wird dem Betriebssystem als freigegebener Ordner angezeigt. Mitarbeiter greifen wie jede andere Datei im Netzwerk vom NAS aus auf Dateien zu. NAS ist LAN-abhängig; wenn das LAN ausfällt, dann auch das NAS.
• NAS ist normalerweise nicht so schnell wie blockbasierte SAN, aber Hochgeschwindigkeits-LANs können die meisten Leistungs- und Latenzprobleme überwinden.

NAS-Vorteile:

• Relativ preiswert
• 24/7 und Remote-Datenverfügbarkeit
• Gute Erweiterbarkeit
• Redundante Speicherarchitektur
• Automatische Backups auf andere Geräte und Cloud
• Flexibilität

NAS-Einschränkungen:

Die Schwächen eines NAS hängen mit der Skalierung und Leistung zusammen. Da mehr Benutzer Zugriff benötigen, kann der Server möglicherweise nicht mithalten und erfordert möglicherweise mehr Serverleistung. Die andere Schwäche hängt mit der Natur von Ethernet selbst zusammen. Ethernet überträgt Daten über Pakete von einem Ort zum anderen, teilt die Quelle in eine Reihe von Segmenten und sendet sie an ihr Ziel. Jedes dieser Pakete kann verzögert oder außer Betrieb genommen werden und steht dem Benutzer möglicherweise erst zur Verfügung, wenn alle Pakete eintreffen und wieder in Ordnung gebracht werden.

Latenzzeiten (langsame oder wiederholte Verbindungen) werden von Benutzern bei kleinen Dateien normalerweise nicht bemerkt, können jedoch in anspruchsvollen Umgebungen wie der Videoproduktion ein großes Problem darstellen, in denen Dateien extrem groß sind und Latenzzeiten von mehr als einigen Millisekunden Produktionsschritte wie das Rendern stören können.

(Storage Area Network) SAN definiert:

SAN ist ein dediziertes Hochleistungsnetzwerk für konsolidierten Speicher auf Blockebene. Das Netzwerk verbindet Speichergeräte, Switches und Hosts. High-End-Enterprise-SANs können auch SAN-Direktoren für eine höhere Leistung und eine effiziente Kapazitätsauslastung enthalten.

Server stellen über Hostbusadapter (HBAs) eine Verbindung zur SAN-Fabric her. Server identifizieren das SAN als lokal angeschlossenen Speicher, sodass sich mehrere Server einen Speicherpool teilen können. SANs sind nicht vom LAN abhängig und entlasten das lokale Netzwerk, indem Daten direkt von angeschlossenen Servern ausgelagert werden.

Ein SAN ist eine Möglichkeit, Benutzern den gemeinsamen Zugriff auf konsolidierten Datenspeicher auf Blockebene zu ermöglichen, sodass sogar mehrere Clients gleichzeitig mit sehr hoher Leistung auf Dateien zugreifen können. Ein SAN verbessert die Zugänglichkeit von Speichergeräten wie Plattenarrays und Bandbibliotheken, indem es sie für Benutzer so erscheinen lässt, als wären sie externe Festplatten auf ihrem lokalen System. Durch die Bereitstellung eines separaten speicherbasierten Netzwerks für den Blockdatenzugriff über Hochgeschwindigkeits-Fibre Channel und die Vermeidung der Einschränkungen von TCP / IP-Protokollen und lokaler Netzwerküberlastung bietet ein SAN die höchste verfügbare Zugriffsgeschwindigkeit für Medien und unternehmenskritisch gespeicherte Daten.

Da SAN wesentlich komplexer und teurer als NAS ist, wird es normalerweise von großen Unternehmen verwendet und erfordert die Verwaltung durch IT-Mitarbeiter. Für einige Anwendungen, wie z. B. Videobearbeitung, ist es aufgrund seiner hohen Geschwindigkeit und geringen Latenz besonders wünschenswert. Die Videobearbeitung erfordert eine faire und priorisierte Bandbreitennutzung im gesamten Netzwerk, was ein Vorteil von SAN ist.

Eine Hauptstärke eines SAN besteht darin, dass die gesamte Dateizugriffsverhandlung über Ethernet erfolgt, während die Dateien über einen extrem schnellen Fibre Channel bereitgestellt werden, was zu einer sehr schnellen Leistung auf den Client-Workstations führt, selbst für sehr große Dateien. Aus diesem Grund ist SAN heute in kollaborativen Videobearbeitungsumgebungen weit verbreitet.

SAN-Vorteile:

• Extrem schneller Datenzugriff
• Dediziertes Netzwerk für die Speicherung entlastet das LAN
• Sehr erweiterbar
• Zugriff auf Dateien auf Betriebssystemebene (Blockebene)
• Hohe Servicequalität für anspruchsvolle Anwendungen wie Videobearbeitung

SAN-Einschränkungen:

Die Herausforderung von SAN lässt sich in seinen Kosten- und Verwaltungsanforderungen zusammenfassen — die Bereitstellung und Wartung eines separaten Ethernet-Netzwerks für Metadatendateianforderungen und die Implementierung eines Fibre-Channel-Netzwerks können eine erhebliche Investition sein. Allerdings sind SANs wirklich die einzige Möglichkeit, einer großen Anzahl von Benutzern einen sehr schnellen Datenzugriff zu bieten, der auch auf die gleichzeitige Unterstützung von Hunderten von Benutzern skaliert werden kann.

NAS gegen SAN

NAS	SAN
Typischerweise in Privathaushalten und kleinen bis mittleren Unternehmen eingesetzt.	Wird typischerweise in professionellen und Unternehmensumgebungen verwendet.
Weniger teuer	Teurer
Einfacher zu verwalten	Erfordert mehr Administration
Daten, auf die zugegriffen wird, als wäre es ein Netzwerklaufwerk (Dateien)	Server greifen auf Daten zu, als wäre es eine lokale Festplatte (Blöcke)
Geschwindigkeit abhängig von lokalen TCP / IP in der Regel Ethernet-Netzwerk, in der Regel 100 Megabit bis ein Gigabit pro Sekunde. Im Allgemeinen langsamerer Durchsatz und höhere Latenz aufgrund der langsameren Dateisystemschicht.	Hohe Geschwindigkeit mit Fibre Channel, 2 Gigabit bis 128 Gigabit pro Sekunde. Einige SANs verwenden iSCSI als kostengünstigere, aber langsamere Alternative zu Fibre Channel.
E/A-Protokolle: NFS, SMB/CIFS, HTTP	SCSI, iSCSI, FCoE
Lower-End nicht hoch skalierbar; high-End-NAS Skalieren Sie mithilfe von Clustern oder Scale-Out-Knoten auf Petabyte	Die Netzwerkarchitektur ermöglicht Administratoren die Skalierung von Leistung und Kapazität nach Bedarf
Funktioniert nicht mit Virtualisierung	Funktioniert mit Virtualisierung
Erfordert keine architektonischen Änderungen	Erfordert architektonische Änderungen
Einstiegssysteme haben oft einen Single Point of Failure, z. stromversorgung	Fehlertolerantes Netzwerk mit redundanter Funktionalität
Anfällig für Netzwerkengpässe	Nicht betroffen von Netzwerkverkehrsengpässen. Gleichzeitiger Zugriff auf den Cache, von dem Anwendungen wie die Videobearbeitung profitieren.
Datei-Backups und Snapshots wirtschaftlich und planbar.	Block-Backups und Mirrors benötigen mehr Speicherplatz.

Unterschiede zwischen NAS und SAN:

1) Fabric. NAS verwendet TCP/IP-Netzwerke, am häufigsten Ethernet. Herkömmliche SANs werden normalerweise in Hochgeschwindigkeits-Fibre-Channel-Netzwerken ausgeführt, obwohl aufgrund der Kosten und Komplexität von FC mehr SANs IP-basierte Fabrics verwenden. Hohe Leistung bleibt eine SAN-Anforderung, und Flash-basierte Fabric-Protokolle tragen dazu bei, die Lücke zwischen FC-Geschwindigkeiten und langsamerem IP zu schließen.

2) Datenverarbeitung. Die beiden Speicherarchitekturen verarbeiten Daten unterschiedlich: NAS verarbeitet dateibasierte Daten und SAN verarbeitet Blockdaten. Die Geschichte ist natürlich nicht ganz so einfach: NAS kann mit einem globalen Namespace arbeiten, und SANs haben Zugriff auf ein spezielles SAN-Dateisystem. Ein globaler Namespace fasst mehrere NAS-Dateisysteme zusammen, um eine konsolidierte Ansicht darzustellen. SAN-Dateisysteme ermöglichen es Servern, Dateien gemeinsam zu nutzen. Innerhalb der SAN-Architektur verwaltet jeder Server eine dedizierte, nicht gemeinsam genutzte LUN. SAN-Dateisysteme ermöglichen es Servern, Daten sicher gemeinsam zu nutzen, indem sie Zugriff auf Dateiebene auf Server in derselben LUN gewähren.

3) Protokolle. NAS verbindet sich direkt mit einem Ethernet-Netzwerk über ein Kabel in einen Ethernet-Switch. NAS kann mehrere Protokolle verwenden, um sich mit Servern zu verbinden, einschließlich NFS, SMB/CIFS und HTTP. Auf der SAN-Seite kommunizieren Server mit SAN-Laufwerksgeräten über das SCSI-Protokoll. Das Netzwerk wird unter Verwendung von SAS / SATA-Fabrics oder Zuordnungsschichten zu anderen Protokollen wie dem Fibre Channel Protocol (FCP), das SCSI über Fibre Channel abbildet, oder iSCSI, das SCSI über TCP / IP abbildet, gebildet.

4) Leistung. SANs sind die leistungsfähigeren für Umgebungen, die Hochgeschwindigkeitsverkehr benötigen, wie z. B. Datenbanken mit hohen Transaktionsraten und E-Commerce-Websites. NAS hat im Allgemeinen einen geringeren Durchsatz und eine höhere Latenz aufgrund seiner langsameren Dateisystemschicht, aber Hochgeschwindigkeitsnetzwerke können Leistungsverluste innerhalb des NAS ausgleichen.

5) Skalierbarkeit. Einstiegs- und NAS-Geräte sind nicht hochgradig skalierbar, aber High-End-NAS-Systeme können mithilfe von Clustern oder Scale-Out-Knoten auf Petabyte skaliert werden. Im Gegensatz dazu ist Skalierbarkeit ein wichtiger Treiber für den Kauf eines SAN. Die Netzwerkarchitektur ermöglicht es Administratoren, Leistung und Kapazität in Scale-Up- oder Scale-Out-Konfigurationen zu skalieren.

6) Preis. Obwohl ein High-End-NAS mehr kostet als ein Einstiegs-SAN, ist NAS im Allgemeinen kostengünstiger in der Anschaffung und Wartung. NAS-Geräte gelten als Appliances und verfügen über weniger Hardware- und Softwareverwaltungskomponenten als ein Storage Area Network. Auch die Verwaltungskosten spielen eine Rolle. SANs sind komplexer zu verwalten, wobei FC SANs zusätzlich zum Komplexitätshaufen stehen. Als Faustregel gilt, das 10- bis 20-fache der Anschaffungskosten als jährliche Wartungsberechnung anzugeben.

7) Einfache Verwaltung. Im Eins-zu-Eins-Vergleich gewinnt NAS den Ease of Management Contest. Das Gerät lässt sich einfach an das LAN anschließen und bietet eine vereinfachte Verwaltungsschnittstelle. SANs benötigen mehr Verwaltungszeit als das NAS-Gerät. Die Bereitstellung erfordert häufig physische Änderungen am Rechenzentrum, und für die laufende Verwaltung sind in der Regel spezialisierte Administratoren erforderlich. Die Ausnahme vom Argument SAN-is-hard sind mehrere NAS-Geräte, die sich keine gemeinsame Verwaltungskonsole teilen.

NAS- und SAN-Anwendungsfälle:

NAS und SAN erfüllen unterschiedliche Anforderungen und Anwendungsfälle. Verstehen Sie, was Sie brauchen und wo Sie es brauchen.

NAS: Wenn Sie konsolidieren, zentralisieren und freigeben müssen.

* Dateispeicherung und -freigabe. Dies ist ein wichtiger Anwendungsfall in mittelgroßen, SMB- und Enterprise-Remote-Büros. Ein einzelnes NAS-Gerät ermöglicht es der IT, mehrere Dateiserver zu konsolidieren, um die Verwaltung zu vereinfachen und Platz- und Energieeinsparungen zu erzielen.

* Aktive Archive. Langzeitarchive werden am besten auf kostengünstigeren Speichern wie Band oder Cloud-basiertem Cold Storage gespeichert. NAS ist eine gute Wahl für durchsuchbare und zugängliche aktive Archive, und NAS mit hoher Kapazität kann große Bandbibliotheken für Archive ersetzen.

* Große Daten. Unternehmen haben mehrere Möglichkeiten für Big Data: Scale-Out-NAS, verteilte JBOD-Knoten, All-Flash-Arrays und objektbasierter Speicher. Scale-Out-NAS eignet sich gut für die Verarbeitung großer Dateien, ETL (Extract, Transform, Load), intelligente Datendienste wie automatisiertes Tiering und Analysen. NAS ist auch eine gute Wahl für große unstrukturierte Daten wie Videoüberwachung und Streaming und Postproduktionsspeicher.

* Virtualisierung. Nicht jeder ist daran interessiert, NAS für Virtualisierungsnetzwerke zu verwenden, aber der Anwendungsfall wächst und VMware und Hyper-V unterstützen beide ihre Datenspeicher auf NAS. Dies ist eine beliebte Wahl für neue oder kleine Virtualisierungsumgebungen, wenn das Unternehmen noch kein SAN besitzt.

* Virtuelle Desktopschnittstelle (VDI). Mittelklasse- und High-End-NAS-Systeme bieten native Datenverwaltungsfunktionen, die VDIs wie schnelles Desktop-Klonen und Datendeduplizierung unterstützen.

SAN: Wenn Sie beschleunigen, skalieren und schützen müssen.

* Datenbanken und E-Commerce-Websites. Allgemeines File Serving oder NAS eignet sich für kleinere Datenbanken, aber Hochgeschwindigkeits-Transaktionsumgebungen benötigen die hohen E / A-Verarbeitungsgeschwindigkeiten des SAN und eine sehr niedrige Latenz. Dies macht SANs zu einer guten Lösung für Unternehmensdatenbanken und stark frequentierte E-Commerce-Websites.

* Schnelle Sicherung. Serverbetriebssysteme sehen das SAN als angeschlossenen Speicher an, was eine schnelle Sicherung auf dem SAN ermöglicht. Backup-Datenverkehr wird nicht über das LAN übertragen, da der Server direkt im SAN gesichert wird. Dies ermöglicht eine schnellere Sicherung, ohne die Belastung des Ethernet-Netzwerks zu erhöhen.

* Virtualisierung. NAS unterstützt virtualisierte Umgebungen, aber SANs eignen sich besser für große und / oder leistungsstarke Bereitstellungen. Das Storage Area Network überträgt schnell mehrere E/A-Streams zwischen VMs und dem Virtualisierungshost, und eine hohe Skalierbarkeit ermöglicht eine dynamische Verarbeitung.

* Videobearbeitung. Videobearbeitungsanwendungen benötigen eine sehr niedrige Latenz und sehr hohe Datenübertragungsraten. SANs bieten diese hohe Leistung, da sie direkt mit dem Videobearbeitungs-Desktop-Client verbunden sind und auf eine zusätzliche Serverschicht verzichten. Videobearbeitungsumgebungen benötigen ein verteiltes SAN-Dateisystem eines Drittanbieters und eine Lastenausgleichssteuerung pro Knoten.

Konvergenz von NAS und SAN:

Die Vorteile von SAN motivieren einige Anbieter, SAN-ähnliche Produkte zu niedrigeren Kosten anzubieten, hauptsächlich durch die Vermeidung der hohen Kosten für Fibre-Channel-Netzwerke. Dies hat zu einer teilweisen Konvergenz von NAS vs SAN-Ansätzen für Netzwerkspeicher zu geringeren Kosten als rein SAN geführt.

Ein Beispiel ist Fibre Channel over Ethernet (FCoE), das Übertragungen auf Blockebene über Standard-LAN mit Geschwindigkeiten von 10 GB/s+ unterstützt. Für kleinere Bereitstellungen ist iSCSI noch kostengünstiger, da SCSI-Befehle innerhalb von IP-Paketen in einem LAN gesendet werden können. Beide Ansätze vermeiden teuren Fibre Channel vollständig, was zu langsameren, aber kostengünstigeren Möglichkeiten führt, den Zugriff auf Blockebene und andere Vorteile eines SAN zu erhalten.

Unified (oder Multiprotokoll) SAN /NAS kombiniert Datei- und Blockspeicher in einem einzigen Speichersystem. Diese einheitlichen Systeme unterstützen bis zu vier Protokolle. Die Speichercontroller weisen physischen Speicher für die NAS-vs. SAN-Verarbeitung zu.

Sie sind beliebt bei mittelständischen Unternehmen, die sowohl SAN als auch NAS benötigen, aber keinen Platz im Rechenzentrum und keine spezialisierten Administratoren für separate Systeme haben. Konvergente SAN / NAS sind ein viel kleinerer Teil des Marktes als einzelne Bereitstellungen, weisen jedoch ein stetiges Wachstum auf.