NAS vs SAN storage: Sự khác biệt và các ứng dụng phù hợp

NAS và SAN không nói lên toàn bộ câu chuyện khi so sánh hai kiến trúc lưu trữ phổ biến này. NAS và SAN bổ sung cho nhau vì chúng cùng cạnh tranh và đáp ứng các nhu cầu và ứng dụng khác nhau trong doanh nghiệp. Nhiều doanh nghiệp có quy mô lớn hơn có thể sở hữu cả hai loại lưu trữ này.

Tuy nhiên, ngân sách dành cho IT của doanh nghiệp không phải là vô hạn và các công ty cần tối ưu hóa chi phí lưu trữ để phù hợp với các ưu tiên của họ. Bài viết này sẽ giúp bạn làm rõ điều đó bằng cách xác định rõ NAS và SAN, nêu ra sự khác biệt của chúng và đưa ra các ứng dụng phù hợp cho cả hai kiến trúc.

Định nghĩa NAS và SAN

Network Attached Storage (NAS)

NAS là một thiết bị lưu trữ dữ liệu cấp file được gắn vào mạng TCP/IP, thường là Ethernet. Nó thường sử dụng các giao thức NFS hoặc CIFS, mặc dù chúng cũng có thể chạy trên các giao thức khác, chẳng hạn như HTTP.

NAS hiện diện trên hệ điều hành như một thư mục dùng chung. Nhân viên truy cập các file từ NAS giống như họ làm việc với bất kỳ file nào khác trên mạng. NAS phụ thuộc vào mạng LAN, nếu LAN không hoạt động thì NAS cũng vậy.

NAS thường không nhanh như SAN dựa trên lưu trữ cấp khối (block level), nhưng mạng LAN tốc độ cao có thể khắc phục hầu hết các vấn đề về hiệu suất và độ trễ.

Storage Area Network (SAN)

SAN là một mạng hiệu suất cao dành riêng cho hệ thống lưu trữ theo block hợp nhất. Hệ thống mạng tốc độ cao kết nối các thiết bị lưu trữ, thiết bị chuyển mạch và máy chủ lưu trữ. Hệ thống SAN doanh nghiệp cao cấp cũng có thể bao gồm các thiết bị “SAN Director” để đạt hiệu suất cao hơn và sử dụng hiệu quả các tài nguyên.

Máy chủ kết nối với mạng SAN bằng bộ HBA (Host Bus Adapter). Máy chủ nhận diện thiết bị SAN như một bộ lưu trữ được gắn cục bộ, vì vậy nhiều máy chủ có thể chia sẻ một nhóm lưu trữ. SAN không phụ thuộc vào mạng LAN và giảm áp lực lên mạng cục bộ bằng cách giảm tải dữ liệu trực tiếp từ các máy chủ được gắn vào.

NAS so với SAN: 7 sự khác biệt lớn

1) Kết cấu mạng (Fabrics). NAS sử dụng mạng TCP/IP, phổ biến nhất là Ethernet. Các SAN truyền thống thường chạy trên các mạng quang (FC) tốc độ cao, mặc dù nhiều SAN vẫn đang sử dụng các kết nối dựa trên IP, vì lý do chi phí và độ phức tạp của FC. Hiệu suất cao vẫn là một yêu cầu ở lưu trữ SAN và các giao thức mạng dựa trên flash đang giúp thu hẹp khoảng cách giữa tốc độ của FC và giao thức IP chậm hơn.

2) Xử lý dữ liệu. Hai kiến trúc lưu trữ xử lý dữ liệu khác nhau: NAS xử lý dữ liệu dựa trên file và SAN xử lý dữ liệu dựa trên khối (block). Câu chuyện không hoàn toàn đơn giản như thế: NAS có thể hoạt động với namespace toàn cục, trong khi SAN thì có quyền truy cập vào một File System chuyên dụng cho SAN.

Một global namespace tổng hợp nhiều File System của NAS để cung cấp một góc nhìn hợp nhất. Chúng cho phép toàn bộ doanh nghiệp xác định dữ liệu phi cấu trúc của họ từ nhiều nguồn khác nhau. Còn File System của SAN cho phép các máy chủ chia sẻ các tập tin. Trong kiến trúc SAN, mỗi máy chủ duy trì một Logical Unit Number (LUN) chuyên biệt và không chia sẻ. Hệ thống file SAN cho phép các máy chủ chia sẻ dữ liệu một cách an toàn bằng cách cung cấp quyền truy cập cấp file vào các máy chủ trên cùng một LUN.

3) Giao thức. NAS kết nối trực tiếp với mạng Ethernet thông qua cáp mạng vào bộ chuyển mạch Ethernet. NAS có thể sử dụng một số giao thức để kết nối với các máy chủ bao gồm NFS, SMB / CIFS và HTTP.

Về phía SAN, các máy chủ liên lạc với các thiết bị ổ đĩa SAN bằng giao thức SCSI. Mạng được hình thành bằng cách sử dụng các loại kết nối SAS / SATA hoặc map các layer sang các giao thức khác, chẳng hạn như giao thức FC (FCP) ánh xạ giao thức SCSI qua FC hoặc iSCSI ánh xạ SCSI qua TCP/IP.

4) Hiệu suất. NAS thường có thông lượng thấp hơn và độ trễ cao hơn do lớp hệ thống file chậm hơn, nhưng các mạng tốc độ cao có thể bù đắp cho tổn thất hiệu năng trong NAS.

SAN là những thiết bị có hiệu suất cao hơn cho các môi trường cần lưu lượng tốc độ cao như cơ sở dữ liệu giao dịch và các website thương mại điện tử. Các công nghệ như FC hoặc NVMe giúp hóa giải các yêu cầu đó một cách hiệu quả.

5) Khả năng mở rộng. Các thiết bị NAS cấp entry-level không có khả năng mở rộng cao, nhưng các hệ thống NAS cao cấp có quy mô đến petabyte bằng cách sử dụng các cụm hoặc các scale-out node. Ở phía ngược lại, khả năng mở rộng là một động lực chính để mua hệ thống SAN. Kiến trúc mạng của nó cho phép quản trị viên mở rộng hiệu suất và dung lượng trong các cấu hình scale-up hoặc scale-out.

6) Giá cả. Mặc dù một NAS cao cấp sẽ có giá cao hơn SAN cấp entry, nhưng nhìn chung NAS ít tốn kém hơn để đầu tư và bảo trì. Các thiết bị NAS được coi là thiết bị và có ít thành phần quản lý phần cứng và phần mềm hơn SAN. Chi phí quản trị cũng cần được tính đến. SAN phức tạp hơn để quản lý với FC SAN nằm trên phần chóp của sự phức tạp. Một nguyên tắc nhỏ là chi phí bảo trì hàng năm gấp từ 10 đến 20 lần chi phí mua thiết bị. Các thiết bị SAN cấp doanh nghiệp cũng có thể có thêm các tính năng về bảo mật với chí phí trang bị và bảo trì rất cao.

7) Tính dễ quản lý. Trong một so sánh 1-1, NAS chiến thắng với khả năng quản lý dễ dàng. Thiết bị dễ dàng cắm vào mạng LAN và cung cấp giao diện quản lý đơn giản. SAN yêu cầu nhiều thời gian quản trị hơn thiết bị NAS. Việc triển khai thường yêu cầu thực hiện các thay đổi vật lý cho trung tâm dữ liệu và quản lý liên tục thường đòi hỏi các quản trị viên chuyên ngành. Một trường hợp ngoại lệ cho quan điểm “SAN khó quản lý hơn”, là khi hệ thống NAS có nhiều thiết bị không được kết nối vào bảng điều khiển quản lý chung.

Các ứng dụng phù hợp cho NAS và SAN

NAS và SAN phục vụ các nhu cầu và ứng dụng khác nhau. Cần xác định rõ những gì bạn cần và nơi bạn cần đến nó.

NAS: Khi bạn cần hợp nhất, tập trung và chia sẻ.

· Lưu trữ và chia sẻ file. Đây là trường hợp sử dụng chính của NAS trong các văn phòng từ xa, SMB và doanh nghiệp. Một thiết bị NAS duy nhất cho phép IT hợp nhất nhiều máy chủ file để đơn giản hóa, dễ quản lý và tiết kiệm không gian và điện năng.

· Active Archive. Lưu kho dài hạn được lưu giữ tốt nhất trên các bộ lưu trữ ít tốn kém hơn như tape hoặc cold-storage dựa trên đám mây. NAS là một lựa chọn tốt cho các dữ liệu lưu trữ có thể tìm kiếm và truy cập được, và NAS dung lượng cao có thể thay thế các thư viện tape lớn để lưu trữ.

· Dữ liệu lớn (Big Data). Các doanh nghiệp có một số lựa chọn cho dữ liệu lớn: NAS mở rộng quy mô, các node JBOD phân tán, all-flash và object storage. NAS mở rộng rất tốt để xử lý các file lớn, ETL (trích xuất, chuyển đổi, tải), các dịch vụ dữ liệu thông minh như phân tầng tự động và phân tích. NAS cũng là một lựa chọn tốt cho dữ liệu lớn không có cấu trúc như giám sát và phát video, và lưu trữ hậu kỳ.

· Ảo hóa. Không phải ai cũng được bán khi sử dụng NAS cho các mạng ảo hóa, nhưng trường hợp sử dụng đang phát triển và cả VMware và Hyper-V đều hỗ trợ kho dữ liệu của họ trên NAS. Đây là một lựa chọn phổ biến cho các môi trường ảo hóa mới hoặc nhỏ khi doanh nghiệp chưa sở hữu SAN.

· Virtual desktop interface (VDI). Các hệ thống NAS tầm trung và cao cấp cung cấp các tính năng quản lý dữ liệu gốc hỗ trợ VDI như nhân bản máy tính để bàn nhanh và sao chép dữ liệu.

SAN: Khi bạn cần tăng tốc, mở rộng quy mô và bảo mật.

· Cơ sở dữ liệu và website thương mại điện tử. Phục vụ file chung hoặc NAS sẽ làm cho các cơ sở dữ liệu nhỏ hơn, nhưng môi trường giao dịch tốc độ cao cần tốc độ xử lý I/O cao SAN SAN và độ trễ rất thấp. Điều này làm cho SAN phù hợp với cơ sở dữ liệu doanh nghiệp và các trang web thương mại điện tử lưu lượng truy cập cao.

· Sao lưu nhanh. Các hệ điều hành máy chủ xem SAN là bộ lưu trữ đính kèm, cho phép sao lưu nhanh vào SAN. Lưu lượng sao lưu không đi qua mạng LAN do máy chủ đang sao lưu trực tiếp vào SAN. Điều này giúp sao lưu nhanh hơn mà không làm tăng tải trên mạng Ethernet.

· Ảo hóa. NAS hỗ trợ các môi trường ảo hóa, nhưng SAN phù hợp hơn với các triển khai quy mô lớn và / hoặc hiệu suất cao. Mạng vùng lưu trữ nhanh chóng chuyển nhiều luồng I/O giữa máy ảo và máy chủ ảo hóa và khả năng mở rộng cao cho phép xử lý động.

· Chỉnh sửa video. Các ứng dụng chỉnh sửa video cần độ trễ rất thấp và tốc độ truyền dữ liệu rất cao. SAN cung cấp hiệu suất cao này vì nó kết nối trực tiếp với máy khách để bàn chỉnh sửa video, phân phối với một lớp máy chủ bổ sung. Môi trường chỉnh sửa video cần hệ thống file phân tán SAN của bên thứ ba và kiểm soát cân bằng tải trên mỗi nút.

SAN và NAS kết hợp

SAN / NAS hợp nhất (hoặc đa giao thức) kết hợp file và khối lưu trữ vào một hệ thống lưu trữ duy nhất. Các hệ thống thống nhất này hỗ trợ tối đa bốn giao thức. Bộ điều khiển lưu trữ phân bổ lưu trữ vật lý để xử lý NAS hoặc SAN.

Chúng phổ biến cho các doanh nghiệp tầm trung, những người cần cả SAN và NAS, nhưng thiếu không gian trung tâm dữ liệu và quản trị viên chuyên biệt cho các hệ thống riêng biệt. SAN / NAS hội tụ là một phần nhỏ của thị trường so với các triển khai khác biệt nhưng cho thấy sự tăng trưởng ổn định.

____
Bài viết liên quan