NAS, SAN и DAS: чем отличаются и что выбрать

Привет!

Если нужен короткий ответ, то DAS выбирают для прямого подключения хранилища к одному серверу или рабочей станции, NAS — для общего доступа к файлам по сети, а SAN — когда нескольким серверам требуется централизованное блочное хранилище. При этом SAN не обязательно будет быстрее NAS, а NAS — медленнее DAS: результат зависит от накопителей, контроллеров, сети, протоколов и характера нагрузки.

Начнём с базы: есть серверы, а есть системы хранения данных — они же СХД. Это физическое оборудование, как ваш ноутбук или ПК. Различия серверов и СХД я уже разбирал в отдельном материале.

А DAS, NAS и SAN — это прежде всего способы организации хранения и доступа к данным. Они описывают не конкретный форм-фактор оборудования, а то, как хранилище подключено, что видит операционная система сервер и кто может работать с данными. Вариативность большая: от диска внутри ПК и внешней дисковой полки до распределённой сети хранения между несколькими дата-центрами.

Тема непростая, особенно для начинающих, но далее будет подробный разбор с понятными примерами. И сисадмины смогут память освежить, и новички разберутся.

Чуть не забыл — расскажу, какой тип хранилища выбрать под ваши бизнес-задачи.

Краткий обзор DAS, NAS и SAN

NAS, DAS и SAN — это разные способы предоставления данных приложениям и пользователям. Они не взаимоисключающие: одну инфраструктуру можно построить сразу на нескольких подходах.

Например, сервер виртуализации может загружаться с локального DAS, хранить образы виртуальных машин на SAN, а резервные копии отправлять на NAS. Unified-система, в свою очередь, может одновременно предоставлять файловый, блочный, а иногда и объектный доступ.

Давайте к краткому обзору технологий, а следом будет подробный разбор.

DAS — прямое подключение

DAS (Direct-Attached Storage) — хранилище, подключённое напрямую к серверу, ПК или рабочей станции, без общей сети хранения между хостом и накопителями. Это может быть внутренний HDD или NVMe SSD, внешняя USB- или Thunderbolt-система, а также серверная дисковая полка с SAS-подключением.

Типичные интерфейсы DAS — SAS, SATA, NVMe/PCIe, USB и Thunderbolt. Прямое подключение массива по Fibre Channel тоже возможно, но это частный корпоративный сценарий, а не типичный интерфейс DAS.

Операционная система обычно видит DAS как локальное блочное устройство: физический диск, RAID-массив или логический том. Файловую систему на нём создаёт сам хост.

У современных внешних DAS-устройств могут быть резервные блоки питания, встроенное охлаждение, аппаратные RAID-контроллеры, SAS expanders и два независимых пути подключения. Однако наличие RAID или двух кабелей само по себе не превращает DAS в SAN и не делает хранилище безопасным для одновременной записи с нескольких серверов.

Пример использования DAS: компания занимается производством видео и использует внешнее хранилище для работы с большими файлами без предварительного копирования на внутренний диск. DAS подключён по Thunderbolt напрямую к рабочей станции — без промежуточного сетевого коммутатора. Монтажёр получает низкую задержку и высокую пропускную способность, а для доступа с других устройств компания использует NAS или облачное хранилище.

Подробно JBOD, SAS expanders, dual-path SAS, RAID, Thunderbolt и ограничения виртуализации стоит разобрать в отдельном материале — «Что такое DAS-хранилище: виды, подключение и отличия от NAS».

NAS — общее подключение по сети

Специализированное NAS-устройство.

NAS (Network Attached Storage) — специализированное устройство или сервер, который предоставляет доступ к файлам по сети. Иногда NAS собирают из обычного ПК, но такое решение может уступать специализированной системе по управляемости, резервированию компонентов и удобству обслуживания.

У NAS может быть собственная дисковая корзина, отдельная СХД или подключённая дисковая полка JBOD. Да-да, к NAS действительно можно подключить DAS: прямое хранилище в таком случае становится дисковым уровнем файлового сервера.

Приспособленный под NAS сервер общего назначения. Может выполнять и другие функции.

Как правило, клиенты обращаются к NAS по Ethernet. Основные файловые протоколы — SMB и NFS. SFTP, WebDAV, HTTPS, средства синхронизации, медиасерверы и другие функции могут присутствовать как дополнительные сервисы конкретной системы, но это не основные NAS-протоколы.

С точки зрения клиента NAS предоставляет файл или сетевую папку. Пользователь открывает путь вроде \\server\share, а приложение работает с каталогами, именами файлов и правами доступа. Разбиением файлов на блоки, файловой системой и размещением данных на дисках управляет сам NAS.

Пример использования NAS: у компании есть централизованное хранилище рабочих документов, изображений и видео. Сотрудники получают доступ к разрешённым папкам из корпоративной сети, а администратор управляет учётными записями, правами, квотами, снимками и резервным копированием.

При этом выражение «NAS ограничен только файлами» не всегда верно применительно к оборудованию. Многие современные unified-системы на одной платформе поддерживают файловый доступ по SMB и NFS, блочный доступ по iSCSI или Fibre Channel, а некоторые — ещё и объектный доступ по S3-совместимому API. В таком случае NAS — одна из ролей системы, а не характеристика всего устройства.

SAN — суровый enterprise

Серверы в стойке. Это только часть архитектуры SAN.

SAN (Storage Area Network) — выделенная инфраструктура, через которую серверы получают блочный доступ к централизованным системам хранения. Это не одно устройство, а совокупность СХД (в данном случае это система хранения данных, не путать с сетью хранения данных - SAN), хостов, адаптеров, коммутаторов, кабелей, программ управления и средств резервирования.

Типичные протоколы и технологии SAN — Fibre Channel, iSCSI и NVMe over Fabrics. FCoE также встречается в действующих инфраструктурах. Конкретный выбор зависит от уже установленного оборудования, требований к задержке, масштаба и компетенций команды.

Сервер видит предоставленный SAN-ресурс как блочное устройство, похожее на локальный диск. После этого операционная система или гипервизор создаёт на нём раздел, файловую систему, datastore, группу томов или передаёт устройство приложению.

Здесь появляется термин LUN. LUN — это идентификатор логического устройства, которое таргет (например система хранения), предоставляет инициатору — серверу или его HBA. Это не адрес всей СХД в сети и не обязательно отдельный физический диск. За одним LUN может стоять RAID-группа, пул накопителей, виртуальный том или часть общей ёмкости массива.

Для управления доступом в SAN используются несколько разных механизмов:

• Zoning ограничивает видимость инициаторов и target-портов на уровне Fibre Channel fabric.

• LUN masking определяет на уровне СХД, каким хостам разрешено видеть конкретные логические устройства.

• Multipathing объединяет несколько путей от сервера к одному устройству, обеспечивает переключение при отказе и, если это поддерживается конфигурацией, распределяет ввод-вывод между путями.

Пример с SAN: финансовая компания использует централизованное блочное хранилище для баз данных и виртуальных машин. Серверы подключены к массиву через две независимые фабрики, а multipathing сохраняет доступ при отказе одного HBA, кабеля, коммутатора или контроллера.

Таблица: ключевые различия DAS, NAS и SAN

При выборе важно смотреть не только на название технологии. Главный вопрос — что должен видеть сервер или пользователь: локальный диск, общий файл или удалённое блочное устройство.

Выбор правильного решения

Выбор зависит от бизнес-потребностей, архитектуры и бюджета компании. Неправильное решение может привести к лишним расходам, сложному обслуживанию или недостаточной производительности.

При этом выбирать только по заявленной скорости интерфейсов нельзя. Линия на 40, 80 или 100 Гбит/с в топовой SAN не гарантирует, что диски и контроллеры смогут выдать соответствующую полезную скорость. И наоборот: грамотно спроектированный NAS с быстрыми SSD, несколькими сетевыми портами и оптимизированным протоколом может опередить устаревшую SAN на HDD.

Важность выбора между DAS, NAS и SAN для хранения данных в компании

В упрощённом виде рекомендации выглядят так:

• DAS подходит, если хранилище нужно одному хосту, важны низкая задержка, простая архитектура и нет требования к независимому сетевому доступу.

• NAS подходит, когда основная сущность — файл, а доступ к нему нужен пользователям, рабочим станциям или нескольким приложениям.

• SAN подходит, когда серверам и гипервизорам нужны централизованные блочные устройства, несколько отказоустойчивых путей и управляемое распределение ёмкости.

В одной инфраструктуре все три подхода можно использовать вместе. Например, локальные NVMe-накопители оставить под кэш и временные данные или для БД с низкой задержкой, NAS использовать для документов и резервных копий, а SAN — для общих хранилищ виртуальных машин.

Ниже — основные ориентиры для выбора.

Совместное использование данных

• DAS: по умолчанию доступен подключённому хосту. Другие пользователи могут работать с данными только через сервисы этого хоста.

• NAS: предоставляет готовый механизм совместной работы с файлами, включая права, блокировки, каталоги и квоты.

• SAN: позволяет предоставить блочные устройства нескольким серверам, но согласованную запись должны обеспечивать кластерная файловая система, гипервизор или приложение.

Производительность

• DAS: часто обеспечивает низкую задержку благодаря короткому пути ввода-вывода, но скорость ограничивают накопители, RAID, контроллер и интерфейс.

• NAS: подходит не только для офисных документов. Современные NAS-системы могут обслуживать медиапроекты, резервное копирование, виртуализацию и высокопроизводительные файловые нагрузки.

• SAN: позволяет строить предсказуемые блочные инфраструктуры, но не является автоматически более быстрым вариантом. При этом старая FC SAN на HDD может уступать NAS на SSD с быстрой Ethernet-сетью.

Масштабируемость

• DAS: масштабируется добавлением накопителей и дисковых полок, пока хватает отсеков, портов, PCIe-линий и возможностей контроллера, или путём замены дисков на более объёмные.

• NAS: может масштабироваться вертикально или горизонтально. Результат зависит от архитектуры конкретной системы и способности распределять метаданные и файловые операции.

• SAN: позволяет централизованно добавлять ёмкость и подключать новые серверы, но расширение требует планирования фабрики, портов, лицензий и путей доступа.

Сложность управления

• DAS: прост для одного сервера, но десятки разрозненных DAS-систем приходится обслуживать по отдельности.

• NAS: централизует файлы и права доступа, однако корпоративная система требует настройки сети, аутентификации, отказоустойчивости, резервного копирования и мониторинга.

• SAN: требует специфических навыков работы с массивами, HBA, zoning, LUN masking, multipathing и кластерными технологиями.

Инвестиции

• DAS: обычно требует меньше начальных затрат, но при росте инфраструктуры может приводить к неравномерному использованию ёмкости.

• NAS: диапазон решений очень широк — от небольших устройств до горизонтально масштабируемых кластеров. Стоимость зависит от дисков, контроллеров, сети, лицензий и функций защиты.

• SAN: обычно требует заметных вложений в массивы, адаптеры, коммутаторы, лицензии и компетенции команды. Экономический эффект появляется там, где централизованное управление и доступность действительно оправдывают эту сложность.

Безопасность и надёжность

• DAS: отсутствие общей сети уменьшает поверхность атаки, но не защищает от отказа хоста, контроллера, самого устройства или действий пользователя.

• NAS: требует правильно настроенных прав, сегментации сети, шифрования, обновлений и защищённой схемы резервного копирования.

• SAN: поддерживает изоляцию хостов, резервные фабрики и несколько путей, но ошибка конфигурации может повлиять сразу на большое количество систем.

Выбор по нагрузке

• Общие документы и рабочие каталоги — NAS.

• Локальная обработка видео, звука и больших медиаданных — DAS или производительный NAS, в зависимости от числа рабочих мест.

• Локальная база данных на одном сервере — DAS может быть достаточен и оптимален.

• Кластер БД — SAN либо другая поддерживаемая приложением архитектура общего или распределённого хранения.

• Хранилище виртуальных машин для одного хоста — DAS, NAS или SAN, в зависимости от требований.

• Кластер виртуализации с миграцией ВМ — NAS или SAN с официально поддерживаемым протоколом и файловой системой.

• Централизованные резервные копии — NAS, DAS, объектное или ленточное хранилище; часто их комбинируют.

• Видеонаблюдение — NAS или специализированная СХД с расчётом потока записи, срока хранения и количества камер.

Типичные ошибки при выборе

1. Сравнивать только максимальные скорости портов.

2. Считать RAID полноценной резервной копией.

3. Подключать один обычный LUN к нескольким хостам без кластерной координации.

4. Покупать SAN для задачи, которую проще решить NAS.

5. Рассчитывать NAS только по полезной ёмкости, не учитывая CPU, RAM и сетевые интерфейсы.

6. Считать общий объём хранения путём суммирования ёмкостей всех накопителей, без поправки на уровни хранения, RAID, hot-spare.

7. Забывать о резервных путях и совместимости multipathing с конкретной СХД.

8. Называть любое устройство с Ethernet «NAS», а любое внешнее хранилище — «SAN».

9. Игнорировать закупку необходимых запчастей (особенно накопителей) до первого сбоя.

10. Не учитывать мелкоблочную случайную нагрузку, задержку, глубину очереди и операции с метаданными.

Конечно, это не всё, что нужно учесть. Если архитектура включает несколько серверов, виртуализацию или критичные базы данных, конфигурацию стоит проверить на совместимость целиком: от накопителей и контроллеров до коммутаторов, HBA, драйверов и ПО.

DAS (Direct-Attached Storage) — подробный разбор

Итак, краткое описание с примерами я привёл выше, теперь подробнее о DAS.

Напомню в двух словах: DAS — это способ хранения данных, при котором накопитель или дисковая система подключается к хосту напрямую, а не через общую сеть хранения. Это может быть внутренний диск, внешний накопитель, JBOD или массив со своими блоками питания, охлаждением и контроллерами.

Да, флешка воткнутая в ноутбук или диск установленный в рабочий компьютер - это тоже DAS.

Сценарии, в которых нужен DAS

DAS архиважен в сценариях, где требуется локальное хранилище с низкой задержкой, предсказуемой производительностью или изоляцией от общей сети.

Сценарии использования DAS:

• Домашнее хранение. ПК или ноутбук можно подключить к внешнему USB- или Thunderbolt-хранилищу и получить удобный архив. Но держите DAS в надёжном месте, чтобы не повторить моего успеха: однажды я уронил включённый USB-диск со всеми фотографиями любимых котиков. Press F to respect, как говорится. Делайте бэкапы, друзья.

• Небольшие офисы. DAS можно подключить к серверу приложений, базе данных или серверу резервного копирования, если общий доступ организован через сам хост.

• Создание контента. Видеографы, фотографы и звукооператоры используют внешние массивы для монтажа и обработки крупных файлов.

• Серверные дисковые полки. JBOD с SAS expander позволяет увеличить число накопителей без установки полноценной сетевой СХД.

• Локальные базы данных. NVMe SSD или SAS-массив может быть хорошим вариантом для одного сервера, если кластерный доступ не требуется.

• Резервное копирование. DAS можно использовать как один из уровней хранения бэкапов. Но постоянно подключённый накопитель не должен быть единственной копией: подробнее об архитектуре резервирования читайте в статье про серверы для бэкапов.

Преимущества и ограничения DAS

Преимущества DAS:

• Низкая задержка. Между хостом и накопителями нет общей IP- или FC-сети с отдельными коммутаторами.

• Предсказуемость. Пропускную способность не приходится делить с посторонним сетевым трафиком, если контроллер и шина выделены этому хосту.

• Простота. Базовую USB- или Thunderbolt-систему можно подключить без развёртывания сетевой инфраструктуры.

• Выбор интерфейсов. Доступны решения от недорогих SATA и USB до NVMe/PCIe и серверных SAS-полок.

• Изоляция. У хранилища нет собственного сетевого доступа, если его не предоставляет подключённый сервер.

Ограничения DAS:

• Доступ. По умолчанию данные доступны только подключённому хосту. Для других устройств нужно превратить этот хост в файловый или прикладной сервер.

• Масштабируемость. Количество накопителей ограничивают отсеки, SAS expanders, порты контроллера, PCIe-линии и поддержка конкретной платформы.

• Привязка к хосту. Отказ сервера или HBA может сделать данные недоступными, даже если сами накопители исправны.

• Физическая уязвимость. Внешнее устройство можно повредить, отключить или унести.

• Управление. Большое количество отдельных DAS-систем сложнее централизованно контролировать.

• Виртуализация. Локальное хранилище затрудняет миграцию ВМ между хостами и построение отказоустойчивого кластера.

• Совместный доступ. Dual-path SAS повышает отказоустойчивость пути, но не разрешает нескольким серверам бесконтрольно писать в одну файловую систему.

Варианты подключения DAS: таблица со скоростями

Условия два: прямое подключение и совместимость интерфейсов у DAS-устройства и хоста. Скорости ниже — теоретические максимумы интерфейса, а не гарантированная скорость накопителей.

Скорость самого интерфейса — только верхняя граница. Один HDD не заполнит канал Thunderbolt 5, а массив из нескольких NVMe SSD может упереться в контроллер, PCIe-коммутатор, охлаждение или реализацию RAID.

Fibre Channel в эту таблицу не включён: прямое FC-подключение СХД без коммутатора существует, однако это специальная корпоративная конфигурация. Для выбора между FC, iSCSI и SAS лучше использовать отдельное сравнение интерфейсов СХД.

NAS (Network Attached Storage) — подробный разбор

Краткое описание я привёл выше, теперь подробнее о NAS.

Напомню в двух словах: NAS — серверная роль и способ хранения файлов, при котором система подключается к сети и предоставляет централизованный файловый доступ другим устройствам.

Обычно это отдельный NAS-сервер или кластер со своей операционной системой, дисками, сетевыми интерфейсами и средствами управления.

Ключевые особенности и недостатки NAS

Особенности NAS:

• Сетевой доступ. С файлами могут работать десятки, сотни или тысячи клиентов — в пределах возможностей конкретной системы.

• Централизованное хранение. Проще управлять правами, квотами, версиями и резервными копиями.

• Файловые протоколы. Основные — SMB и NFS. Они решают задачи аутентификации, доступа к каталогам, блокировок файлов и передачи данных.

• Защита данных. В зависимости от модели доступны RAID, снимки, репликация, неизменяемые копии и шифрование.

• Стриминг. NAS можно использовать как медиасервер или хранилище видеоматериалов.

• Операционная система. Готовые устройства используют ОС производителя; сервер общего назначения может работать под TrueNAS, OpenMediaVault, Windows Server, Linux или другой подходящей платформой.

• Удобство управления. Небольшие NAS предлагают мастера настройки, но корпоративная эксплуатация всё равно требует администратора.

• Расширяемость. Ёмкость можно увеличивать дисками, полками или дополнительными узлами — если это поддерживает архитектура.

• Дополнительные сервисы. SFTP, WebDAV, синхронизация, резервное копирование и объектный доступ могут быть доступны поверх основной файловой роли.

Недостатки NAS:

• Зависимость от сети. Проблемы Ethernet-инфраструктуры влияют на доступность файлов.

• Ограничения конкретного контроллера. CPU и RAM должны справляться с файловой системой, шифрованием, дедупликацией, снимками и сетевой нагрузкой.

• Операции с метаданными. Большое количество мелких файлов может нагрузить NAS иначе, чем последовательная передача крупных данных.

• Безопасность. Сетевой доступ требует сегментации, регулярных обновлений, контроля учётных записей и защиты резервных копий.

• Масштабирование. Добавление дисков не всегда увеличивает производительность. Узким местом могут стать контроллеры, сеть или файловая система.

• Стоимость. Корпоративные функции, резервные контроллеры, быстрые интерфейсы и лицензии заметно влияют на бюджет.

Сценарии, когда нужен NAS

NAS — гибкий подход к хранению, а потому сценариев использования много:

• Файловый сервер в офисе. Общий доступ к документам и рабочим каталогам.

• Резервное копирование и архивирование. Централизованный приём копий с серверов и рабочих станций.

• Удалённый доступ к файлам. Через VPN, защищённый шлюз или другой контролируемый механизм.

• Видеонаблюдение. Хранение непрерывных потоков с камер и поиск записей по сети.

• Виртуализация. NFS-хранилище может использоваться несколькими гипервизорами. Если то же устройство предоставляет iSCSI LUN, эта часть уже относится к блочному доступу.

• Мультимедийный сервер. Хранение и передача фильмов, музыки, фотографий и исходных медиаматериалов.

• Совместная работа. Проекты, в которых нескольким пользователям нужны единые каталоги и централизованные права.

Архитектура и компоненты NAS: 10 важных пунктов

NAS можно сделать хоть из ПК, но серверы и специализированные устройства лучше приспособлены для круглосуточной работы, замены компонентов и мониторинга.

Конкретные характеристики зависят от объёма данных, характера нагрузки, количества пользователей, требований к отказоустойчивости и бюджета.

1. Физическое хранилище и накопители. Используются HDD, SATA/SAS SSD и NVMe SSD. Их можно объединять в RAID-группы, пулы или программно-определяемые массивы.

2. Питание и охлаждение. Для корпоративной эксплуатации нужны ИБП, контролируемое охлаждение и, если предусмотрено моделью, резервные блоки питания.

3. Сетевая подсистема. Для базового офиса может хватить 1GbE, но крупные резервные копии, видеопотоки и виртуализация часто требуют 10/25/40/100GbE. Скорость нужно рассчитывать по суммарному потоку и числу одновременных клиентов.

4. Процессор и оперативная память. Нагрузка зависит не только от количества дисков. Шифрование, сжатие, дедупликация, ZFS, антивирусная проверка и большое число мелких файлов могут потребовать существенно больше ресурсов.

5. Интерфейс управления. Администратору нужны мониторинг дисков, пулов, сети, температуры, событий и производительности. На сервере общего назначения дополнительно полезны iDRAC, iLO или другой BMC.

Рабочий стол NAS Synology DS220J.

6. Операционная система. Она управляет файловой системой, сетевыми протоколами, пользователями, обновлениями и сервисами хранения.

7. Протоколы доступа. SMB обычно используется в Windows-средах, NFS — в Linux/Unix и виртуализации. Дополнительные протоколы выбирают только под конкретную задачу.

8. Резервное копирование и репликация. Снимок на том же NAS помогает быстро вернуть файл, но не защищает от полного отказа системы или компрометации административной учётной записи. Нужна отдельная копия.

9. Шифрование и управление доступом. Используются группы пользователей, ACL, интеграция с каталогом, многофакторная аутентификация, шифрование томов и защищённая передача данных.

10. Мониторинг и журналирование. Система должна предупреждать о деградации RAID, ошибках дисков, заполнении пулов, росте задержки и подозрительной активности.

SAN (Storage Area Network) — подробный разбор

Краткое описание я привёл выше, теперь подробнее о SAN.

Напомню в двух словах: SAN — выделенная инфраструктура блочного хранения, через которую массивы предоставляют логические устройства серверам и кластерам. Она применяется в дата-центрах и корпоративных средах, где важны централизованное управление, резервные пути и контролируемое распределение ёмкости.

Уникальные особенности, преимущества и недостатки SAN

В SAN используется блочное хранение. Блок — единица, которой оперирует устройство хранения. Обычно блоки имеют фиксированный размер на соответствующем уровне, а уже файловая система или приложение решает, как разместить в них файлы, журналы и базы данных.

Представим, что система хранения — это склад, а LUN — выделенная для конкретного клиента зона. Сервер получает логическое устройство определённого размера, но может не знать, на каких физических дисках лежат его данные.

• Логическое представление. За одним LUN могут находиться десятки дисков, кэш контроллеров и виртуализированный пул.

• Независимость от физического размещения. Массив может перемещать данные между уровнями хранения, сохраняя для сервера то же логическое устройство.

• Управление доступом. Zoning и LUN masking ограничивают, какие инициаторы могут обнаружить target и конкретный LUN.

• Несколько путей. Multipathing позволяет серверу видеть одно устройство через разные контроллеры, HBA, коммутаторы и кабели.

• Файловая система остаётся выше. SAN предоставляет блоки, но не организует пользовательские папки сама. Это делает ОС, гипервизор или приложение.

Преимущества SAN:

• Централизованное блочное хранение. Ёмкость можно распределять между серверами без установки дисков в каждый хост.

• Резервирование путей. Две fabric-сети и multipathing позволяют пережить отказ отдельного компонента пути.

• Поддержка кластеров. SAN часто используется с гипервизорами, СУБД и кластерными файловыми системами.

• Масштабируемость. Можно добавлять массивы, полки, порты и хосты в рамках возможностей архитектуры.

• Управляемость. Администратор централизованно контролирует тома, доступ, производительность и состояние оборудования.

Высокая производительность SAN возможна, но не гарантируется одним названием технологии. На результат влияют:

• тип и количество накопителей;

• кэш и архитектура контроллеров;

• размер блока и соотношение чтения/записи;

• последовательный или случайный характер операций;

• число портов и путей;

• загрузка каналов в FC-фабрике или IP-сети;

• драйверы HBA и политика multipathing;

• функции массива: дедупликация, сжатие, снимки и репликация.

Поэтому сравнивать SAN и NAS нужно на одинаковых накопителях, сетях и профилях нагрузки. Файловый протокол не делает NAS автоматически медленным, а Fibre Channel не исправит нехватку IOPS у дискового пула.

Современная дорожная карта Fibre Channel включает 16GFC, 32GFC, 64GFC и 128GFC. При этом маркетинговое название поколения нельзя напрямую приравнивать к полезной скорости приложения: кодирование и служебный трафик уменьшают доступную нагрузке полосу. Значения line rate и throughput приведены в дорожной карте FCIA.

Недостатки SAN:

• Стоимость и сложность. Нужны СХД, адаптеры, коммутаторы, оптика или DAC-кабели, лицензии и квалифицированные специалисты.

• Риск общей точки отказа. Неправильно спроектированный контроллер, fabric или источник питания может повлиять сразу на несколько серверов.

• Сложность изменений. Ошибка zoning, masking или сопоставления LUN способна привести к потере доступа либо повреждению данных.

• Зависимость от сети хранения. SAN — сеть, даже если она отделена от пользовательского Ethernet.

• Масштаб резервного копирования. Централизация упрощает управление, но не отменяет необходимость независимо защищать большие объёмы данных.

• Требования к совместимости. Нужно проверять матрицы поддержки массива, HBA, драйверов, прошивок, ОС и multipathing.

Примеры, когда выгодно использовать SAN

SAN выгодна не всегда. Развёртывание и обслуживание сложнее, чем у одного DAS или небольшого NAS. Но в ряде сценариев централизованное блочное хранение оправдывает затраты.

Примеры использования SAN:

• Крупные предприятия. Несколько десятков или сотен серверов используют общие массивы и единые политики хранения.

• Высоконагруженные базы данных. SAN предоставляет блочные тома, резервные пути и функции массива, необходимые конкретной СУБД.

• Виртуализация. Несколько гипервизоров получают доступ к общим datastore, что позволяет мигрировать ВМ и восстанавливать их на другом узле. Подробнее о требованиях к хостам — в материале про серверы для виртуализации.

• Отказоустойчивые кластеры. Общий LUN используется только вместе с поддерживаемой технологией кластерной координации.

• Виртуальные рабочие столы. Централизованное блочное хранилище обслуживает множество однотипных ВМ, но требует расчёта пиковых IOPS.

• Специализированные корпоративные приложения. Например, системы с официально поддерживаемой SAN-архитектурой и требованиями к нескольким путям.

• Гиперконвергентная инфраструктура. SAN может сосуществовать с ГКИ и обслуживать отдельные приложения, хотя сама ГКИ обычно использует собственный распределённый слой хранения.

Компоненты SAN

SAN состоит из нескольких ключевых компонентов:

• Системы хранения. Массивы с HDD, SSD или NVMe, контроллерами, кэшем и дисковыми полками.

• Хосты. Физические серверы и гипервизоры, которые выступают инициаторами.

• HBA или сетевые адаптеры. Fibre Channel HBA, Ethernet NIC с iSCSI либо адаптеры, подходящие для NVMe-oF.

• Коммутаторы. FC-коммутаторы или выделенная Ethernet-инфраструктура. Для отказоустойчивости часто создают две независимые сети.

• Кабели и трансиверы. Оптика, DAC, AOC и медные соединения с учётом поддерживаемой скорости и расстояния.

• LUN и тома. Логические устройства, которые массив предоставляет хостам.

• Zoning. Изоляция инициаторов и target-портов внутри FC fabric.

• LUN masking. Разрешение определённым хостам видеть выбранные LUN.

• Multipathing. Управление несколькими маршрутами к одному устройству на стороне хоста.

• Питание и охлаждение. ИБП, резервные линии электропитания и подходящая климатическая система.

• Защита данных. RAID, снимки, репликация и резервное копирование.

• Управление и мониторинг. Контроль ёмкости, задержки, портов, путей, ошибок и состояния оборудования.

Отдельно стоит упомянуть unified storage. Одна система может одновременно предоставлять файловые ресурсы по SMB/NFS, блочные тома по iSCSI/FC и иногда объектный доступ. Поэтому деление на NAS и SAN характеризует прежде всего способ предоставления данных, а не всегда отдельное физическое устройство.

Вместо выводов

Статья получилась большой, но всё затронуть всё равно не вышло — уж больно тема обширная. По DAS, NAS и SAN можно писать отдельные книги. Особенно по SAN: там немало сисадминов полегло :)

Если свести выбор к одному вопросу, спросите себя: что должно получить приложение — локальный диск, файл или блочное устройство из общей системы хранения?

• Нужен локальный диск одному серверу или рабочей станции — смотрите в сторону DAS.

• Нужны общие папки и централизованная работа с файлами — выбирайте NAS.

• Нужны управляемые блочные тома для серверов, гипервизоров и кластеров — рассматривайте SAN.

• Нужны сразу несколько способов доступа — изучайте unified-системы или комбинируйте разные хранилища.

Не выбирайте только по максимальной скорости интерфейса. Сначала определите профиль нагрузки, требования к доступности, количество хостов и способ совместной работы, а затем считайте диски, контроллеры, сеть и резервные пути.

Если остались вопросы, их можно задать специалистам СЕРВЕР МОЛЛ. При подборе важно рассматривать систему целиком: серверы, накопители, контроллеры, коммутаторы, кабели и программную совместимость. Дополнительные рекомендации есть в подробном руководстве по выбору СХД.