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NAS SAN

„Big Data“ lässt grüßen! Laut einer Studie des Festplatten-Giganten Seagate soll sich der weltweite Datenbestand innerhalb der nächsten Jahre verzehnfachen. Dadurch werden Speicherlösungen für  Unternehmen zunehmend wichtiger, denn immer neue Anforderungen wie Virtualisierung, Hochverfügbarkeit oder Datenredundanz stellen die IT-Abteilungen vor ziemliche Herausforderungen. Die Tendenz geht dabei in den meisten Fällen zu NAS oder SAN. Wir erklären Ihnen, wie sich die beiden Netzwerkspeicherlösungen voneinander unterscheiden und welche Vor- und Nachteile sie haben.

  • NAS-System eignen sich besonders gut für zuhause oder für kleine bis mittlere Unternehmen, die über keine eigenen IT-Abteilung verfügen. Dort sind sie vor allem für den SOHO-Bereich („Small Office / Home Office“) eine beliebte Speicherlösung.
  • SANs wurden ursprünglich konzipiert, um klassische SPOs („Single Point of Failure“) zu beseitigen, daher sind sie besonders stabil und hochverfügbar. Ein durchdacht designtes SAN ist ohne Probleme in der Lage, den Ausfall mehrerer Geräte oder Komponenten wegzustecken.
  • In Cloud-basierten Lösungen werden sowohl NAS als auch SAN unterstützt. So kann der Benutzer die Architektur entsprechend nach seinen Bedürfnissen auswählen.

1. NAS – Die einfache Speicherlösung für kleine Netzwerke

NAS-System von Synology

NAS-Systeme, wie dieses von Synology, bringen die Software für den Betrieb meist gleich mit.

Die Begriffe SAN und NAS klingen zwar recht ähnlich und bezeichnen auch beide eine Art von Netzwerkspeicherlösung, dennoch gibt es signifikante Unterschiede.

Ein NAS (Network Attached Storage) kommt immer dann zum Einsatz, wenn in einem Netzwerk unkompliziert und schnell Speicherplatz zur Verfügung gestellt werden muss. Dabei handelt es sich um ein Speichergerät, das mit dem Netzwerk verbunden ist und Benutzern und Clients ein zentrales Abrufen und Speichern von Daten ermöglicht. Der Zugriff erfolgt dabei nicht über das Dateisystem des Rechners, sondern ein Remote-Protokoll (CIFS, NFS, SMB oder AFP) auf einem NAS-Gerät.

NAS-Datenspeicher bestehen aus einer oder mehreren (serverunabhängigen) Festplatten sowie einem Netzwerkinterface, die in einem geschützten Gehäuse untergebracht sind und über eine eigene Stromversorgung verfügen. Die für den Betrieb benötigte Software ist in den meisten Fällen bereits vorinstalliert.

Die Geräte arbeiten wie ein Art kleiner Server und besitzen sogar ein eigenes Dateisystem sowie eine rudimentäre Verwaltungsmöglichkeit für Benutzer, Gruppen und Passwörter. Dadurch werden neben einem zentralen Datenmanagement auch Datei-Freigaben und eine Active Directory Integration ermöglicht. Außerdem besitzen die meisten NAS-Geräte eine USB-Schnittstelle, über die Sie entweder erweitert oder als Printserver genutzt werden können.

Netzwerkdrucker beim Druckvorgang

Über die USB-Schnittstelle angeschlossen, fungiert das NAS auch als Printserver.

1.1. Die Vor- und Nachteile von NAS-Systemen im Überblick

  • Dateien gemeinsam nutzen: Die Daten auf einem NAS-System sind jederzeit zugänglich und befinden sich an einem zentralen Ort. Das fördert zum einen die Zusammenarbeit unter den Mitarbeitern und sorgt gleichzeitig für eine bessere Kundenbindung, da relevante Themen besser im Blick behalten werden können.
  • Beliebig erweiterbar: Die beiden größten Vorteil von NAS-Systemen sind Ihre Flexibilität und Skalierbarkeit. Sie können problemlos zusätzlichen Speicherplatz hinzufügen, um auch steigenden Anforderungen gerecht zu werden.
  • Schneller als die Cloud: NAS-System sind eine Art „Persönliche Cloud“ fürs Office. Sie bieten allen Vorteile eines Cloud-Service, sind dabei aber wesentlich schneller und können umfassend kontrolliert und konfiguriert werden.
  • Leicht zu administrieren Der Betrieb eines NAS-Systems erfordert keine speziellen IT-Kenntnisse, daher sind Sie besonders für kleine und mittlere Unternehmen sowie Privatanwender interessant, die über keine eigene IT-Abteilung verfügen.
  • Höhere Sicherheitsstandards: NAS-Geräte, die über mehr als ein Laufwerk verfügen, sorgen für zusätzliche Datensicherheit, da sie die Funktionen und Leistungsmerkmale einer RAID-Spiegelung bieten und Ihrem Netzwerk eine zusätzliche Fehlertoleranz verleihen.
  • Günstig im Betrieb, teuer in der Anschaffung: Im Vergleich zu einem Cloud-Server ist der NAS-Server in der Anschaffung deutlich teurer. Außerdem fallen Zusatzkosten für die zu integrierenden Festplatten an. Und auch den Stromverbrauch sollten Sie nicht außer Acht lassen: Da NAS-Server im Normalfall 24 Stunden am Tag laufen, werden sich die Stromkosten selbst bei energiesparenden Komponenten am Ende des Jahres bemerkbar machen.

2. SAN – Die Lösung für große Datenmengen

Im Gegensatz zum eigenständigen NAS-System ist das SAN („Storage Area Network“) in der Regel Teil des Gesamt-Netzwerkes und wird in unmittelbarer Nähe zu anderen Ressourcen angebunden. Aus diesem Grund findet man SANs auch fast ausschließlich in großen Unternehmensnetzwerken, wo sie für aufgrund des hohen Durchsatzes und ihrer niedrigen Latenz vor allem für geschäftskritische Applikationen eingesetzt werden.

Keine Regel ohne Ausnahme: In einigen speziellen Fällen werden SANs auch für die Anbindung an einen Archivierungs-Storage oder einem Backup-Speicher verwendet. Dafür verwendet es WAN-Technologien („Wide Area Network“) wie beispielsweise SONET oder ATM.

SAN Storage Elemente

Die Storage-Elemente in einem SAN bestehen aus Disk Arrays, die zu einer großen Speichereinheit zusammengefasst werden.

In einem SAN erfolgt die Datenspeicherung in einem zentralen, blockbasierten Shared Storage. Dieser ist der besonders schnell und verbindet die einzelnen Server mit ihren LUNs („Logical Unit Number“), dem logischen Festplattenspeicher).

Ein SAN besteht normalerweise aus drei Komponenten:

  • Das Fibre-Channel-Fabric besteht aus Kabeln und Switches und stellt die hochredundanten Verbindungen innerhalb des Netzwerks her.
  • Die Storage Elemente in Form von Disk-Arrays enthalten mehrere HDDs oder SSDs für die Massenspeicherung von Daten.
  • Der SAN-Server ist ein speziell konfigurierter Server, der den Datenzugriff zwischen dem Netzwerk und den verbundenen LAN-Geräten steuert. Er wird über einen HBA (Hostbusadapter) mit dem FC-Switch verbunden.

SANs verwenden für gewöhnlich Fibre Channel Verbindungen mit einer Datenübertragungsrate von bis zu 16 Gbit/s, sie können aber auch mit Kommunikationstechniken wie ESCON (IBM) oder iSCSI (internet Small Computer System Interface) interagieren.

Fibre Channel Leitungen

In SAN-Netzwerken kommen hochperformante Fibre Channel Leitungen zum Einsatz.

2.1. Die Vor- und Nachteile eines SAN im Überblick

  • Gebündelte Kapazitäten: Ein großer Vorteil von SAN-Netzwerken ist die Möglichkeit, mehrerer physische Datenspeicher zu einer großen (virtuellen) Einheit zusammenzufassen und deren Gesamt-Kapazität plattformunabhängig und flexibel bereit zu stellen.
  • Multipathing gegen Überlastung: Das Fiber Channel Fabric ist multipathingfähig, das bedeutet, dass der Festplatten-Zusammenschluss über mehrere HBAs erreicht werden kann. Zusammen mit den Querverbindungen beugt das Überlastungen vor und gewährleistet eine Hochverfügbarkeit für die im Storage abgelegten Daten.
  • Redundanz: Die Verteilung auf mehrere physische Datenspeicher garantiert eine hohe Daten-Sicherheit, da im Falle eines Ausfalls immer noch eine gleichwertige Kopie auf einer der anderen Festplatte verfügbar ist. Außerdem kommt es dadurch automatisch zu Performance-Einbußen aufgrund gleichzeitiger Datenzugriffe.
  • Teuer und kompliziert: Die Entscheidung für ein SAN ist auch immer eine Preisfrage. SAN-Hardware ist in der Anschaffung extrem teuer, zudem ist es ohne eine entsprechende Expertise nahezu unmöglich, ein SAN richtig aufzubauen und anschließend auch zu managen.
  • Wenn weg, dann weg: Sollte das SAN aus irgendeinem Grund einmal ausfallen, dann sind davon indirekt auch alle zugehörigen Server und PCs betroffen, da diese keinen Zugriff mehr auf die Speichermedien haben.
  • Kompatibilität: In einem SAN kommt nicht selten eine Vielzahl von Komponenten der verschiedensten Hersteller zum Einsatz, die nicht immer miteinander klarkommen. Daher kommt es in SAN-Netzwerken des Öfteren auch mal zu Kompatibilitätsproblemen.

3. NAS vs. SAN: Und wo genau liegt nun der Unterschied?

Aus Sicht des Systems liegt der Unterschied zwischen NAS und SAN im Zugriffsprotokoll. Während das SAN für Block-I/O (das „einhängen“ von blockorientierten Laufwerken und virtuellen Speichern in den Server) konzipiert ist, stellt das NAS einen eigenständigen Dateiserver dar (Datei-I/O).

Während das SAN also lediglich einen Zugriff auf die Blöcke der einzelnen Dateien ermöglicht, greift das NAS auf die vollständigen Dateien zu.

Gut zu wissen: In Form eines Gateways kann ein NAS-Server auch als Header eines Storage-Netzwerkes genutzt werden.

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