NAS

Sissejuhatus

joonis 1:D-Link NAS

Network-attached storage (NAS) on failipõhine salvestusvahend, mis on ühendatud võrku. Sellega jagatakse andmete hoiustamise ressursse võrgus olevate seadmete vahel. Nas seade tuleks ühendada ka kohtvõrku ning talle tuleks anda ka ip-aadress selleks, et nas seadet võrgust kätte saada(et klientseaded saaksid ennast ühendada). See põhineb tavalisel arvuti seadmel, kuid seal hoitakse salvestatud ja jagatud faile. Alates 2010 aastast saavutab failide jagamine erinevate arvutite vahel suuremat populaarsust. NAS-i suuremateks eelisteks on kiire ligipääs andmetele, kerge administreerimine ja lihtne konfigureerimine.Väiksematele ettevõtetele on see lahendus ka odavam.

Nas seadmed võivad olla erinevates suurustes alates väiksest kastist riiulil kuni suure kapini mis tavaliselt asub serveriruumis. Viimane on näha joonisel 1. Nasi puuduseks kodukasutaja jaoks on aga nasi jaoks vajalike seadmete kõrge hind.

NAS süsteemis on ühendatud omavahel seadmed, mis sisaldavad ühte või rohkemat kõvaketast, mis on tihti jaotatud kas loogilisteks, peegeldatud andmekonteineriteks või RAID-massiivideks. Tavaliselt toimub failivahetus NAS-iga läbi NFS, SMB/CIFS või AFP protokolli (vaata Võrguprotokollid).

Kirjeldus

joonis 2: NAS süsteem võrku ühendatult

NAS üksus kujutab endast arvutit, mis on ühendatud võrku ja pakub ainult failipõhist salvestusteenust teistele võrguseadmetele. NASi võrku ühendamise füüsiline skeem koos klientarvutitega on näha joonisel 2. NAS seadmetel ei ole tavaliselt klaviatuuri või displeid, vaid kogu haldus toimub läbi veebiliidese. Nas on samas ka väiksem ja odavam kui samaks otstarbeks mõeldud andmeserver, seega on ta väiksematele ettevõtetele ja kodukasutajatele taskukohasem(olenevalt kasutajast). Kuigi tehniliselt on võimalik jooksutada NAS-is muud tarkvara, ei ole ta selleks loodud. NAS üksusel puuduvad tavaliselt nii klaviatuur kui ka ekraan, kogu haldus käib läbi veebilehitseja liidese. Samas ei saa ka klientseadmed otse nasi mäluga ühenduda, vaid seda tehakse läbi nasi veebiliidese. Klientseadmed otse salvestusmediumile ligi ei pääse. Salvestusmeediumiks kasutatakse kõvakettaid või ssd kettaid mis on sageli ühendatud raid süsteemi.Kui väga tahta spets lahendust ehitada siis saaks ka andmesalvestitena kasutada ka lindiseadmeid või usb välkmälu. Liidestena on kasutusel seega SATA, SAS ja USB. On olemas ka NAS seadmeid mis toetavad ainult usb andmekandjaid, nagu Linksys NSLU2. NAS süsteemil ei ole vaja täis operatsioonisüsteemi, tihti kasutatakse modifitseeritud operatsioonisüsteemi. Näiteks vabavaraline FreeNAS, mis on mõeldud tavalise arvuti raudvarale.

ettevõtetes on nasi tavapärasteks kasutusaladeks arhiveerimine ja katastroofidest taastumine. Nas võib töötada ka serveri reziimis ja ka serveri teenuseid pakkuda.

mõningad NAS seadmed omavad ka torrent klienti, et torrente saaks ka kaugelt tõmbama panna.

nas seadmed saab liigitada kolmeks

1.kõrgliiga nas koos virtual machine ja klastri võimalustega.
2.keskklassi nas - näiteks äritele kellel on sadu terabaite andmeid. klusterdamisvõimalus neil puudub - on odavam klass kui kõrgliiga oma.
3.kodukasutaja nas - väikeäridele, kodudele jagatud kohalike andmemeediumite jaoks.

Osad võrgumäluseadmeid saab kasutada ka muudel otstarvetel või muuta failivahetuse kasutusvõimalusi mitmekülgsemaks. On olemas seadmeid, mis võimaldavad:
1.integreerida failide kasutajaõigused juba olemasoleva LDAP või ActiveDirectory lahendusega
2.jagada USB kaudu ühendatud printerit

NAS-i seadmed võib liigitada kolme liiki:
1.arvutil põhinev nas. Arvutile installeeritakse tarkvaraline server. Tänu sellele on sellisel nas süsteemil suurem energiakulu, kuid eelis on jällegi see, et ta on funktsionaalsem. Seda tehakse kas nas seadme tootja poolt või kodus ise tehes. Edastuskiirused olenevad arvutist.
2.integreeritud süsteemipõhine nas - ARM või MIPS protsessori arhitektuuriga ja päris aja OS-ga või integreeritud OS-ga süsteem. Energiat ülemäära ei tarbi ja funktsioone on kah mõningaid peal mida kasutada. Maksimum ftp läbilaskekiirus on 20 MB/s kuni 120 MB/s.
3.asic põhine nas - kasutab ühte ASIC kiipi ja natuke riistvara tcp/ip ja failisüsteemi jaoks. Kiibis operatsioonisüsteemi ei asu. Kõik jõudlusega seotud tegevused teostatakse riistvara kiirendus skeemis trükkplaatidel. Energiat eriti ei kasuta ja funktsioonid on piiratud SMB ja FTP-le. Maksimum FTP kiirus on 40 MB/s. Sellist NAS-i toodab LayerWalker Technology.

Ajalugu

1980-e algul Bryan Randell ja tema kolleegid Newcastle-i ülikoolist asutasid "Newcastle Connection-i". Nad arendasid ja avalikustasid kaugfailihalduse süsteemi üle UNIX masinate kogumiku. Novell-i NetWare serveri operatsioonisüsteem ja NCP protokoll avalikustati 1983.aastal. Newcastle Connectioni jälgedes avalikustas Sun Microsystems 1984.aastal NFS protokolli, mis võimaldas võrguserveritel jagada oma andmesalvestusmahtu võrgusühendatud klientidega. 3COM ja Microsoft arendasid edasi välja LAN Manager tarkvara ja protokolli. 3COM-i 3SERVER ja 3+SHARE tarkvara moodustasid kokku esimese puhtaverelise serveri avatud süsteemidele. Natuke hiljem olid ka Novell, IBM ja Sun samaga hakkama saanud ning nende edust innustatuna sisenesid ka kolmandad osapooled serverite maailma. Üheks nendest oli Auspex Systems, kes töötas välja NetApp liidese, mis omab ja haldab failisüsteemi. Kuna ta toetas nii Windowsi CIFS-i kui ka UNIX-i NFS protokolli, skaleerus paremini ning oli lihtsalt kasutusele võetav, lõi see tee eraldi NAS seadmete levikule.Laialt hakkased nas süsteemid levima alates 1992 aastast mil hakkasid salvestusseadmete tootjaid neid rohkem valmistama. Alates 2009ndast aastast hakkasid naside tootjad oma süsteemidega koos pakkuma online backup lahendusi.

Võrgumäluseadmete tekkeks ja kasutusele võtuks oli mitmeid põhjuseid:

1.suured failiserverid olid kulukad
2.serverite ressursse vajati rohkem rakendusprogrammide jaoks
3.väikefirmad ja kodukasutajad ei jõudnud endale osta andmeservereid, kuid soovisid siiski arvutivõrgu keskset andmesalvestussüsteemi.
4.uue ja odava süsteemi administreerimine oli odavam ja lihtsam kui vanal andmesalvestussüsteemil. Nasi korral sai kulusid hoida madalamana, sest neid toodeti otseselt andmesalvestuse jaoks.

Võrguprotokollid

Võrgumäluga suhtlevad klientseadmed üle võrgu kasutades TCP/IP protokolli. Täpsemalt kasutatakse kõrgema taseme protokolle mis töötavad üle TCP/IP NFS – Network File System (populaarne UNIX süsteemides)

SMB/CIFS – Server Message Block/Common Inernet File System (Ms Windows süsteemides)

AFP – Apple Filing Protocol (Mac OS)

FTP/SFTP – (SSH)File Transfer Protocol (osad seadmed võimaldavad failide edastamiseks väljaspool kohalikku võrku)

HTTP – Hypertect transfer protocol (kasutatakse võrgumäluseadme haldamiseks veebiliidese kaudu ning harva ka failide edastuseks)

UPnP

rsync

AoE - ata over ethernet

AFS - andrew file system

SMB - server message block

nbd - network block device

Infrastruktuur

Integreeritud NAS

• Serveri ühendus otse üle TCP/IP protokolli
• Integreeritud salvestusvahendiga

Väline NAS päis

• Serveri ühendus esmalt NAS-i päise poole üle võrgu ja sealt edasi ühendus fiiberkaabli kaudu salvestusvahendisse.

NAS-i komponendid välise päise puhul

• NAS-i päis
  • Võrgukaart
  • NAS-i jaoks optimeeritud operatsionisüsteem
  • NFS ja CIFS-i protokollide tugi
  • Salvestusvahendite ühendus protokollide tugi
• Salvestuskettad
• NAS-i ja salvestusketaste ühendus (FC)

Haldustööd

• Integreeritud süsteemil nii NAS kui salvestusvahendid hallatud NAS-i haldusvahenditega.
• Välise päise korral on haldus jaotunud kaheks:
  • Salvestusvahendite oma käib eraldi haldusvahenditega
  • Päise haldus NAS-i vahenditega.

NAS klastris

Klaster NAS on NAS, mis kasutab jagatud failisüsteemi samaaegselt mitme serveri peal. Klastril ja traditsioonilisel NAS-il on peamine erinevus võime jagada admeid ja metaandmeid üle eri üksuste ja seadmete. Klasterdatud nasiga võime saavutada kiiremaid andmesidekiirusi ning suuremaid andmesalvestusmahte. Klaster NAS pakub samamoodi nagu traditsioonilise NAS ühtset ligipääsu failidele igas andmekogumikust, olenemata andmete päris asukohast.Sellised lahendused on kergelt laiendatavad ning paistavad klientseadmetele ühe salvestusseadmena.

NAS tarkvara

NAS süsteemi ehitamiseks on saadaval mitmeid erinevaid tarkvarasid(distributsioone), mõned neist on ka avatud lähtekoodiga.:

• FreeNas - üks kõige populaarsemaid avatuid lahendusi
• Openfiler
• Open-e
• Unraid
• Cryptonas - pakub võimalusi krüpteerimiseks

Kas teha ise või osta poest?

Vabavaralise tarkvaraga on võimalik muuta oma vana arvutikast väga odavalt NAS süsteemiks sel juhul kui kõvakettaid peaks palju üle olema. Eelnimetatud olukord tuleb nasi ehitamisel kasuks, sest siis ei pea uutele juppidele liialt raha kulutama. Selline lahendus sobiks kõige paremini koju, kus oleks vaja faile jagada kõikide arvutitega. Iseehitatud süsteemi miinuseks on kindlasti töökindlus, sama probleem on ka odavatel poe toodetel.Iseehitatud süsteemi aga saab tihtipeale ehitada paindlikumalt ülesse kui poe oma. Vabavaralist nas-i kasutavad ka võrgumäluseadmete tootjad ise, kuna neile on see lihtsam.

Toon välja mõned firmad, kes pakuvad NAS lahendusi:

• Synology
• Seagate
• D-Link
• netapp
• hp
• ibm
• emc

Plussid

• Paindlik - Vähendab serverite hulka
• Keskne failihaldus - Puudub vajadus infot klientarvutis hoida
• Tõhus - tegeleb ainult failihaldusega
• Lihtne kliendi/serverpoolne ühendus
• Odav

Miinused

• Sõltub võrgu kiirusest (ethernet kaabli läbilaske võime on väiksem kui fiiberkaablil.)

Kasutatud kirjandus

• http://en.wikipedia.org/wiki/Network-attached_storage
• http://beta.wikiversity.org/wiki/NAS
• http://enos.itcollege.ee/~kloodus/storage/Loeng05_NAS_IPSAN_CAS.pdf

Autor

Ivar Ambos A32
Täiendas: Rauno Juuse AK21 2016