NAS vs Object Storage: Speicher für unstrukturierte Daten

NAS vs. Objektspeicher

NAS gibt es schon seit Jahrzehnten und stellt ein hierarchisches System von Verzeichnissen und Ordnern von Dateien zur Verfügung. Dieser Ansatz ermöglicht es Unternehmen, einzelne Dateien für die spätere Verwendung sauber zu kategorisieren.

Beim Objektspeicher hingegen wird den Daten kein Dateisystemparadigma aufgezwungen. Stattdessen werden in Objektsystemen Metadatentabellen verwendet, die getrennt von den zugrunde liegenden Datenelementen existieren. In der Metadatentabelle werden Attribute gespeichert, die die zugrunde liegenden Daten beschreiben, zum Beispiel Dateiname, Erstellungsdatum, Benutzer-ID und der Ort, von dem aus Daten abgerufen werden können.

Beide Ansätze haben ihre Vor- und Nachteile, insbesondere im Zusammenhang mit der Speicherung unstrukturierter Daten. Und in der Debatte um NAS oder Objektspeicher hängt der für Ihr Unternehmen geeignete Speichertyp auch von der Art der unterstützten Arbeitslasten ab.

Die Vor- und Nachteile

Die Hauptvorteile der Verwendung von NAS für das Backup unstrukturierter Daten liegen darin, dass sie übersichtlich sind, zumindest sofern Sie eine vernünftige Ordnerstruktur erstellen, und dass sie benutzerfreundlich sind. NAS-Systeme sind außerdem allgegenwärtig, da viele Dienste NFS- oder SMB-Speicher unterstützen. Darüber hinaus ist es relativ schnell und unterstützt Anwendungen, bei denen sich die Daten schnell ändern.

Skalierbarkeit hingegen ist keine Stärke von NAS. Das ändert sich zwar mit dem Aufkommen leistungsfähigerer Scale-Out-Angebote, aber NAS kommt immer noch nicht an das Skalierungspotenzial von Objektspeichersystemen heran.

Tatsächlich ist die Skalierbarkeit der größte Vorteil von Objektspeichersystemen. Eine Kapazitätserweiterung ist eine einfache Übung, und sie ist ziemlich transparent, sobald man über das Hinzufügen von Hardware hinausgeht. Der Grund dafür: Viele Objektspeichersysteme skalieren eher nach dem Scale-out-Prinzip und nicht nach dem Scale-Up-Verfahren. Sie müssen lediglich einen weiteren Knoten hinzufügen und dann Ihrem Verwaltungs-Tool mitteilen, dass der neue Knoten dem Cluster hinzugefügt werden soll.

Die Leistung ist die Herausforderung bei herkömmlichen Objektspeichern. Aber auch das ändert sich mit neueren Objektspeicherprodukten. Ein weiterer Nachteil von Objektspeichern ist, dass sowohl die Metadaten als auch die Objektdaten aktualisiert werden müssen. Wenn Sie also schnell wechselnde Daten haben, kann dieser Prozess länger dauern als bei NAS-Lösungen. Und obwohl es Gateways und einigermaßen standardisierte Zugriffsprotokolle gibt, wie zum Beispiel Amazon S3, sind die Standards für Objektspeicher nicht so einheitlich wie bei ihren dateibasierten Verwandten.

Merkmale von NAS- und Objektspeichersystemen

Obwohl Datei- und Objektspeicher auf der logischen Ebene sehr unterschiedliche Ansätze darstellen, können die eigentlichen Speichersubsysteme eine große Anzahl von Merkmalen und Funktionen gemeinsam haben. Unternehmensanwender können eine Reihe von NAS- oder Objektfunktionen in Betracht ziehen, wie beispielsweise:

• Daten-Tiering und -Platzierung. NAS- und Objektspeichersysteme können mit Hilfe von Datei-Tagging und Objekt-Metadaten-Richtlinien Daten in Tiers organisieren, das heißt wichtigere Daten oder solche, auf die häufig zugegriffen wird, werden auf schnelleren Speicherplätzen platziert, während weniger kritische Daten auf weniger teuren Nearline-Platten abgelegt werden.
• Globaler Namespace. Die Erstellung eines Namensraums abstrahiert den Speicher von der entsprechenden Anwendung und ermöglicht es der Anwendung, Daten überall dort zu finden und darauf zuzugreifen, wo sie gespeichert sind - auf jedem geeigneten NAS- oder Objektspeichersystem -, was ein wichtiges Mittel zur nahtlosen Speicherskalierbarkeit darstellt.
• Leistung und Multimandantenfähigkeit. Das Speichersystem muss in der Lage sein, gleichzeitige Benutzer oder Anwendungen zu verarbeiten, ohne dass Latenzzeiten entstehen, die zu Verzögerungen oder Fehlern in der Anwendung führen können. Dies erfordert interne Verarbeitungsleistung - oft mit der Möglichkeit, parallel auf Festplatten zuzugreifen - und eine geeignete Netzwerkbandbreite.
• Data Protection. Berücksichtigen Sie die Ausfallsicherheitsfunktionen des NAS- oder Objektspeichergeräts, wie RAID, Replikation oder verteilte/Cluster-Speicheransätze. Die Datensicherung eliminiert jeden einzelnen Fehlerpunkt, der zu Datenverlusten führen könnte, und kann ein entscheidender Bestandteil der Geschäftskontinuität und Compliance sein.
• Flexibler Zugriff. NAS- und Objektspeichersysteme können verschiedene Möglichkeiten des Datenzugriffs bieten, zum Beispiel REST- (Representational State Transfer) oder SOAP-APIs (Solid Object Access Protocol) sowie geeignete Speicherprotokolle wie CIFS und NFS für die Dateispeicherung, Lustre oder PanFS für die Objektspeicherung und sogar Hadoop Distributed File System, wenn das Speichersystem Big-Data-Analysenunterstützt.
• Die Verwaltung von NAS- und Objektspeichersystemen kann eine Vielzahl von Funktionen umfassen, darunter Selbstkonfigurations-, Auto-Healing- und Auto-Rebalance-Funktionen, das heißt die Verlagerung von Dateien, um den Festplattenzugriff zu verteilen.
• Cloud-Schnittstelle. Einige Datei- und Objektspeichersysteme können eine Cloud-Schnittstelle bieten, die eine private Cloud unterstützt oder mit Public-Cloud-Speicherangeboten zusammenarbeitet, um eine nahtlose Cloud/lokale Speicherinfrastruktur aufzubauen.

Anwendungsfälle für NAS- und Objektspeicher im Unternehmen

NAS- und Objektspeicher haben denselben grundlegenden Zweck: die Speicherung von Daten für Unternehmensanwender und -anwendungen. Aufgrund der Stärken und Schwächen beider Technologien eignen sie sich jedoch für unterschiedliche Zwecke.

NAS bietet einen traditionelleren Ansatz für die Datenspeicherung und eignet sich ideal für eine Vielzahl von Aufgaben, überall dort, wo Dateidaten gespeichert oder abgerufen werden müssen, wie zum Beispiel:

• Streaming oder Abruf jeglicher Form von Medien - wie Bild, Video, Audio und Text - die als Datei und nicht als unstrukturiertes Objekt dargestellt werden
• Speicherung von Rohdaten für Analysezwecke
• Speicherung von Backups oder Verwendung des NAS als Ziel für die Dateireplikation
• Ausführung einer Reihe von Open-Source-Geschäftsanwendungen, wie SugarCRM, Vtiger CRM, OrangeHRM, Synology Office, Mattermost (Chat) oder sogar eine Vielzahl von E-Mail-Servern, Webservern und Content-Management-Systemen wie WordPress - fast jede Geschäftsanwendung, für die kein blockbasierter SAN-Speicher erforderlich ist
• Speichern, Zugreifen und Hosten von VMs
• Verwendung von NAS zur Bereitstellung von Dateispeicher in einer privaten Cloud, in der Regel über die browserbasierte Benutzeroberfläche eines NAS-Herstellers
• Verwendung von NAS-Speicher für Test- und Entwicklungsaufgaben, zum Beispiel für web- oder serverbasierte Anwendungen.

Objektspeicher speichern ebenfalls Daten. Die flache (nicht hierarchische), nicht strukturierte, auf Metadaten basierende Natur von Objekten macht Objektspeicher jedoch für verschiedene Speicheranwendungen im Unternehmen attraktiv, darunter:

• Streaming oder Abruf jeglicher Form von Medien - wie Bild, Video, Audio und Text - die als unstrukturiertes Objekt und nicht als herkömmliche Datei dargestellt werden
• Speicherung von Daten für Analysen, bei denen es sich bei den Objekten um extrem große Datenbanken handeln kann, da die Objektspeicherung oft die Grundlage für umfangreiche und hoch skalierbare Speichereinrichtungen wie Data Warehouses oder sogar Data-Lake-Implementierungen ist
• die Speicherung von Backup, da Objektspeicher häufig repliziert oder verteilt werden, was Objektspeicher für Aufgaben wie DR, Backup und Langzeitarchivierung, die nur seltenen Zugriff erfordern, äußerst belastbar macht.

NAS und Objektspeicher in der Cloud

Da immer mehr Benutzer und Anwendungen die Public Cloud nutzen, stellen Anbieter eine Reihe von Speicherdiensten bereit, die darauf ausgelegt sind, Datei- und Objekt- sowie Block- und anwendungsspezifische Speicherressourcen zu emulieren, die globalen Zugriff, hohe Beständigkeit und hohe Ausfallsicherheit bieten können.

NAS. Zu den dateibasierten Speicherdiensten gehören die folgenden:

• Amazon EFS
• Azure Dateien
• Google Filestore

Objekt. Zu den objektbasierten Speicherdiensten gehören die folgenden:

• Amazon S3
• Azure Blob
• Google Cloud Storage

Unternehmen, die gerade erst mit Public-Cloud-Diensten arbeiten, eine hybride Cloud-Infrastruktur entwickeln oder laufende lokale Speicheranforderungen haben, sollten Speichersysteme auswählen, die mit Public Clouds kompatibel sind.

Der Schlüssel zur Hardware-/Cloud-Kompatibilität liegt in der Regel in der Betriebssystemplattform des Speichersystems. So unterstützt Cohesity SmartFiles beispielsweise verschiedene Amazon-Services, darunter S3, GovCloud, Snowball, EFS, FSx für Windows File Server und Amazon FSx für NetApp ONTAP. Ein weiteres Beispiel sind NetApp Plattformen wie NetApp ONTAP 9 unterstützen Google Cloud Storage.

Gängige NAS- und Objektspeicherplattformen

Es gibt viele verschiedene Produktangebote für NAS- und Objektspeichersysteme. Zu den NAS-Plattformen gehören die folgenden:

• Arcserve OneXafe
• Buurst SoftNAS
• Ciphertex CX
• Cloudian HyperFile NAS
• CTERA Edge X-Reihe
• DataDirect Networks (DDN) EXAScaler
• Dell EMC PowerScale
• Hitachi NAS (HNAS) Plattform
• HP StorageWorks 4400 Skalierbares NAS
• HP SpeicherWorks X9000
• HPE 3PAR StoreServ
• HPE StoreEasy 1000 Speicher
• IBM Scale Out Network Attached Storage (SONAS)
• IBM System-Speicher N-Reihe
• iXsystems TrueNAS
• LaCie NAS
• NetApp V-Reihe
• NetApp FAS
• Netgear ReadyNAS
• Oracle Säule Axiom 600
• Oracle Sun Speicher 7000 Einheitliches Speichersystem
• Oracle ZFS-Speicheranwendung
• OVHcloud NAS-HA
• Panasas ActiveStor
• QCT QuantaVault
• QNAP NAS
• Quantum ATFS
• SnapServer NAS
• Synology DiskStation Manager (DSM)
• Western Digital Ultrastar SATA-Reihe

Zu den Angeboten für Objektspeicherplattformen gehören die folgenden:

• Cloudian HyperStore
• DataCore Swarm
• Dell EMC ECS
• FalconStor StorSafe
• Huawei OceanStor-Familie
• Hitachi Inhaltsplattform (HCP)
• Inspur AS13000G5-Reihe
• NetApp SpeicherGRID
• Pure Speicher FlashBlade
• Scality Ring

Speichersysteme müssen sorgfältig ausgewählt werden, basierend auf den Anforderungen an Faktoren wie Speicherkapazität, Formfaktor (Tower- oder Rack-Montage), Netzwerk- und I/O-Leistung, Ausfallsicherheit und Skalierbarkeit.

Das Fazit für die Speicherung unstrukturierter Daten

Welcher Ansatz hat also die Nase vorn, wenn es um die Frage NAS vs. Objektspeicher geht? Im Allgemeinen ist NAS wahrscheinlich die beste Option, wenn Sie Anwendungen haben, die schnell wechselnde Daten und einen rationellen Zugriff erfordern. Wenn Sie Arbeitslasten haben, für die die Speicherung eher ein Archiv ist, und Sie kein hohes Maß an nativer Integration mit Anwendungen benötigen, ist Objektspeicher die richtige Wahl.

Auch die Skalierung spielt bei der Entscheidung zwischen NAS und Objektspeicher eine Rolle. NAS-Systeme unterscheiden sich stark in ihrer Skalierbarkeit, so dass es möglich ist, dass Sie irgendwann über die Grenzen des von Ihnen gewählten NAS-Produkts hinauswachsen könnten.