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SANとNAS:データストレージへの2つのアプローチの比較

新しいシステム管理者にとって、ストレージはインフラストラクチャのより紛らわしい側面の1つになる可能性があります。この混乱は、多くの場合、ストレージのニーズが別のチームによって管理されている可能性があるため、新しいテクノロジーや異なるテクノロジーへの露出が不足していることが原因である可能性があります。ストレージに特別な関心がない場合、管理者は、さまざまなソリューションを実装する方法や理由について、多くの誤解、質問、懸念を抱えていることに気付く可能性があります。

エンタープライズストレージについて説明する場合、ほとんどの会話の中心となるのは、ストレージエリアネットワーク(SAN)とネットワーク接続ストレージ(NAS)の2つの概念です。どちらのオプションも、ネットワーク全体のクライアントにストレージを提供します。これにより、個々のサーバーを単一障害点として削除できるという大きなメリットがあります。これらのオプションのいずれかを使用すると、大量のローカルストレージを用意する必要がなくなるため、個々のクライアントのコストも削減されます。

この重要なデータをすべて特別に設計されたシステムに保存すると、一元化された場所が提供されます

これらすべてのプロセスを一連のマシンに組み込むのではなく、データを管理し、バックアップし、アクセス制御を構築し、データを保護するためのセキュリティコンテキストを提供するなど、1か所で行うことができます。ストレージが中央に配置されている場合、将来のニーズに合わせてストレージをスケールアップすることもはるかに簡単です。個々のサーバーのディスク使用量を追跡するために、それほど多くのエネルギーを費やす必要はなくなりました。代わりに、必要に応じてディスクまたはディスクのシェルフを追加することにより、より大きな中央プールを管理し、容量を増やします。これらの拡張は、さまざまなパフォーマンス機能を備えたドライブを使用して階層化することもでき、このストレージを使用するさまざまなクライアントにより合わせたエクスペリエンスを提供します。

必要なパフォーマンスに関係なく、SANとNASはどちらも、基盤となるストレージであるドライブに同じ基本的な構成要素を使用します。これらのドライブは、安価な民生用3.5インチプラッタードライブから10K RPM SASまで、そしてソリッドステートおよびNVM Express(NVMe)デバイスに至るまで何でもかまいません。速度、規模、および予算の要件によって適切な設計が決まりますが、これはすべて一般的に利用可能なハードウェアであり、あまりエキゾチックなものは必要ありません。

これらの2つの全体像を遠くから見ると、互換性があるように見えますが、検討する価値のある多くの違いがあります。 NASは、アーキテクチャの観点から、通常は単一のサーバーです。ハイパーバイザー上に仮想マシンとして構築できますが、スケーリングとパフォーマンス上の理由から、多くの場合、物理マシン自体です。

NASマシンは、内部ネットワークに公開されている1つ以上のファイル共有プロトコルを実行します。その後、これらの共有は、NFSやSMB(CIFS)などのプロトコルによって提示され、クライアントがNASに接続して、各クライアントが大規模なローカルファイルシステムを持っているかのようにファイルを読み書きできるようにします。このようなネットワークで利用可能なファイルシステムは、ビジネス環境ではかなり一般的なニーズであるため、NASは共有ストレージの世界への簡単なエントリポイントです。

一方、SANが単一のマシンになることはめったにありません。 SANの哲学は、ストレージシステムを構築することです 一握りの独立した部品から。最も安価なオプションを使用しても、通常、メンテナンス(アップグレードなど)のため、または障害が発生した場合に相互にフェイルオーバーできるコントローラーのペアを含む単一の物理シャーシがあります。

SANストレージは、NFSが提供するような単純なファイル共有ではなく、自身のストレージの詳細(ファイルシステムなど)を制御する必要があるホストにブロックレベルのアクセスを提供するという考えに基づいています。マシンは通常、内部ディスクをブロックデバイスとして使用し、その上でファイルシステムを作成します。 SANはこの問題を抽象化し、ネットワーク全体にそのブロックデバイスを提供します。このアクセスは、ほとんどの場合、クライアントとSAN間の通信プロトコルとしてiSCSIまたはファイバーチャネル(ファイバーチャネルオーバーイーサネット、またはFCoEを含む)のいずれかで提供されます。そのブロックデバイスを消費するクライアントは、別のチームがそれらの詳細を管理することを心配することなく、必要に応じてデバイスをパーティション分割してファイルシステムを作成できます。

優れたSANの使用例は、独自のローカルドライブではなく、SANストレージを使用して仮想マシンデータを保持するVMwareハイパーバイザーです。 VMwareのネイティブファイルシステム(VMFS)は、ストレージへのブロックレベルのアクセスを必要とします。つまり、このデータを格納するためにファイル共有(NFSなど)を使用することはできません。ただし、必要に応じて代わりにNFSデータストアを作成できます。

NASはほとんどの場合単一のマシンですが、SANのコンポーネントには、専用スイッチ(または共有ネットワーク上のVLAN)、コントローラーノード、ディスクシェルフ、テープバックアップユニット、またはゲートウェイデバイスを含めることができます。追加された複雑さにより、SANで実行されている個々のサービスのスケーラビリティ、冗長性、および階層化が向上します。ハードウェアに対するこのクラスターのようなアプローチにより、通常、新しいスイッチやディスクシェルフの形で、NASよりもSANにリソースを追加する方が簡単です。

NASモデルは通常、単一のシャーシ(または単一の仮想マシン)に依存するため、NASにリソースを追加するには、マシン内のスペース、接続性、および電力を解放する必要があります。 NASを大きなサイズにスケールアウトする方法は確かにありますが、SANモデルは成長とスケールにはるかに適しています。管理者が、大規模な物理NASを展開するスペースが限られている場合は、仮想NASのバッキングストレージを含め、さまざまなグループが使用できる大規模なSANを構築することも理にかなっています。このアプローチが可能なのは、SANとNASが効果的に異なる抽象化レイヤーに存在するためです。 NASが本質的に必要とするブロックストレージを提供するSANと、そのブロックストレージ上でファイルシステムとネットワーク共有を管理するNAS。

これらのテクノロジーは相互に排他的ではなく、一方が他方より本質的に優れているわけでもありません。どちらも、さまざまなニーズに対応する貴重なストレージ機能を提供します。多くの組織は、さまざまなワークロード、冗長性のレベル、および可用性に対して、各タイプの1つ以上を実行することになります。ユーザーのグループがファイルを保存および共有する場所が必要な場合は、NASがおそらく正しい答えです。 NASを使用して、ストレージへの低レベルのアクセスを必要とするワークロード(ブロックなど)またはあまり一般的でないファイルシステム(vmfsなど)に共有ストレージを提供しようとすると、はるかに複雑になる可能性があり、その結果、SANははるかにフィットします。

*画像クレジット: MeatheadMoversの「Storage5x10s」はCCBY-SA2.0でライセンスされており、JeepersMediaの「StorageUnits」はCCBY2.0でライセンスされています。


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