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Wann und für wen der Einsatz eines NAS-Systems sinnvoll ist
Wir erklären, welche Vor- und Nachteile ein NAS birgt, wie es sich von SAN und DAS unterscheidet und wie es optimal in den Firmen-Storage-Plan passt.
In den letzten Jahren hat sich die Speicherhardware signifikant weiterentwickelt. Jedes Jahr werden zahlreiche neue Funktionen eingeführt, dass Storage-Administratoren einmal mehr entscheiden mussten, welches Storage-Angebot für ihr Unternehmen das Beste ist: NAS, SAN oder DAS.
Der Artikel erläutert, was ein NAS ist, wie es sich von anderen konkurrierenden Technologien unterscheidet und welche Kriterien man abwägen sollte, bevor ein NAS-System implementiert wird.
Ein NAS (Network-Attached Storage) ist ein Speichersystem, dass direkt mit dem Netzwerk verbunden ist. Wie auch andere Netzwerkgeräte, erhält ein NAS eine IP-Adresse. Die Kommunikation zwischen Servern und NAS basiert auf dem Transmission Control Protocol/Internet Protocol ( TCP/IP). NAS verwendet ein traditionelles File-System, was bedeutet, dass auf das Storage via File-Level zugegriffen wird, üblicherweise über ein so genanntes File Share.
Dieses Storage ist nicht mit SAN zu verwechseln. Die Akronyme ähneln sich und beide beschreiben verschiedene Typen an Netzwerk-Storage. Der Hauptunterschied zwischen SAN und NAS ist, dass SAN eher im Highend-Bereich eingesetzt wird. Ein SAN beschreibt ein Netzwerk, das reinen Block-basierten Zugriff auf die Storage-Hardware gewährleistet. Im Gegensatz dazu ist ein NAS mit dem Netzwerk verbunden, aber ein dediziertes Netzwerk ist nicht erforderlich.
SAN-Netzwerke basieren auf Fibre-Channel, allerdings gibt es auch Ausnahmen. FC-Switche sind so arrangiert, dass sie redundanten Zugriff auf das Storage garantieren. Darüber hinaus nutzt die Serverhardware in einem SAN das SCSI-Protokoll, um mit dem Storage zu kommunizieren, während NAS-Geräte IP-basiert sind.
Direct-Attached Storage, kurz DAS, beschreibt lokalen Storage für einen Server. DAS kann aber auch die eigenen internen Festplatten eines Servers bezeichnen. DAS steht zudem für externen Storage, der direkt an einen Server über Storage-Controller oder USB-Verbindung angeschlossen ist.
Einsatzszenarien: Wer benötigt ein NAS?
Bevor Unternehmen ein NAS implementieren, sollten sie überlegen, wie dieses genutzt werden soll. NAS sollte als Universalspeicher angesehen werden: eine gute Wahl für einige Einsatzgebiete, aber nicht die beste Option für andere Anwendungsszenarien.
Da auf ein NAS in der Regel auf File-Ebene zugegriffen wird, ist es eine gute Wahl für das Speichern unstrukturierter Daten. Falls ein Administrator einen veralteten File-Server durch eine Storage-Appliance ersetzen möchte, so ist ein NAS eine gute Option. Allerdings unterstützen nicht alle NAS-Systeme den Einsatz von NTFS-Berechtigungen.
Je nach Modell kann ein NAS auch ebenso gut keine gute Wahl für unstrukturierte Daten sein. Physisch mag es hier keine Probleme geben, die Datenbank auf dem NAS zu speichern, allerdings kann es sein, dass das NAS nicht die nötige Performance bereitstellt, die der effiziente Betrieb der Datenbank erfordert. Selbst wenn die Appliance über schnelle Festplatten verfügt, so wird auf jeden Fall die Netzwerkverbindung der limitierende Faktor sein. Aufgrund der Performance-Einschränkungen bieten viele Hersteller datenbankgetriebener Anwendungen keinen NAS-Support.
Technologien wie NAS oder SAN lassen sich für verteiltes (Shared) Storage einsetzen. Dabei werden multiple Server an ein gemeinsames Speichersystem angebunden. So nutzen beispielsweise Failover-Cluster Shared Storage, so dass alle Nodes im Cluster auf die gleichen Daten zugreifen können.
Bei der Entscheidung, ob ein NAS eine gute Option für Shared Storage ist, sollte der IT-Manager einen Blick auf die Anforderungen und den Funktionsumfang des NAS-Systems werfen. Einige Modelle unterstützen iSCSI-Anschluss. Falls das NAS iSCSI verwendet und das eingesetzte Softwareprodukt den Einsatz eines NAS nicht ausschließt, so kann das NAS als Shared Storage genutzt werden. Hierbei muss man beachten, dass ein NAS nicht den Performance-Grad eines SANs erreicht.
Einige Unternehmen erwägen, NAS für das Speichern virtueller Maschinen (VMs). Das scheint auf den ersten Blick eine gute Idee zu sein, da NAS-Systeme im Allgemeinen hohe Kapazitäten zu geringen Preisen bieten und so konfiguriert werden können, dass sie Fehlertoleranz garantieren. Trotzdem sollten Administratoren zwei Faktoren berücksichtigen, bevor VMs auf NAS aufgesetzt werden:
- Performance. Die Netzwerkanbindung ist oft ein Performance-Flaschenhals bei NAS-Systemen und kann dazu führen, dass die VMs nur schlechte Performance erreichen.
- Hersteller-Support. Microsoft ermöglicht zum Beispiel das Speichern einer Hyper-V-VM auf einem NAS, allerdings nur, wenn das NAS SMB 3.0 unterstützt.
Ein NAS lässt sich auch als Backup-Ziel nutzen, zumindest wenn die Backup-Anwendung nicht blockbasierten Storage benötigt.
Ein weiterer Faktor, der bei der Implementierung eines NAS zu beachten ist, ist der Gesamtzustand des Netzwerkes. Ist das Netzwerk fast vollständig ausgelastet, so ist es wenig sinnvoll, ein NAS hinzuzufügen, bevor nicht alle Probleme aus dem Weg geräumt wurden. Darüber hinaus unterstützen nicht alle NAS-Appliances IPv6, was zu Problemen beim Übergang von IPv4 führen kann.
Skalierbarkeit ist ein weiteres Kriterium. Zwar können SAN-Umgebungen teuer werden, dafür lassen sie sich extrem hoch skalieren. NAS-Systeme haben eine endliche Storage-Kapazität, die durch die Anzahl der Festplatteneinschübe und in manchen Fällen durch die Firmware limitiert ist. Es gibt Produkte, die mehrere NAS-Appliances in Scale-out-Server umwandeln, allerdings ist dies ein komplizierter Prozess und nicht jedes SAN unterstützt Scale-out-Architekturen.
Ebenso sollten EDV-Verantwortliche auch ihre Optionen für den Schutz vor NAS-Ausfällen überdenken. Normalerweise werden die NAS-Inhalte mit einem Backup gesichert. Was passiert aber, wenn der Storage-Controller ausfällt? Verfügt die Appliance nicht über integrierte Redundanz oder wurden die Daten nicht an eine zweite Appliance repliziert, so kann ein NAS-Ausfall in massivem Datenverlust resultieren. In so einer Situation ist ein Restore vom Backup wahrscheinlich keine Option, da der Controller-Ausfall Auswirkungen auf die gesamte Appliance hat. Aus diesem Grund sollten Anwender einen Plan für den Fall eines Appliance-Problems oder -Ausfalls haben.
Welcher NAS-Typ eignet sich wofür?
NAS variieren stark, je nach Preis und Leistungsumfang. Anwender, die sich zwischen einem SMB-NAS und einem Enterprise-NAS entscheiden wollen, müssen zwei Faktoren berücksichtigen.
- Kapazität. Falls die Kapazitätsansprüche eher gering sind (beispielsweise 12 TByte mit vier Festplatten), so lässt sich ein SMB-NAS einsetzen. Höhere Kapazitäten werden eher von Highend-Produkten bedient.
- Redundanz. SMB-NAS verfügen oft über eine Netzwerk-Interface-Karte (NIC), einen Storage-Controller und ein Netzteil. Diese Appliance lässt sich zwar so konfigurieren, dass es gegen einen Festplattenausfall gewappnet ist. Fällt allerdings eine andere Komponente aus, so wird auch das System selbst nicht mehr im Betrieb sein. Im Gegensatz dazu umfassen Enterprise-NAS redundante Netzteile, redundante (meist bonded) NICs und eine Replikationsfunktion, um Daten an ein sekundäres System zu kopieren.
Ein NAS-System ist nicht für jedes Unternehmen oder jede Umgebung eine passende Lösung. Um ein NAS effizient nutzen zu können, sollte der Administrator ein NAS implementieren, das die Funktionen offeriert, die der Unternehmensgröße und den Funktionsanforderungen entsprechen.
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