Классификация систем хранения данных: SAN, NAS, DAS – в чем разница?

Объемы цифровой информации, с которой людям приходится взаимодействовать дома, на учебе или работе, год от года увеличиваются. На мобильном телефоне находятся сотни фотографий, в ноутбуке – тысячи документов, компьютере – любимые фильмы и музыка. Что уж говорить о государственных структурах, коммерческих предприятиях, работа которых невозможна без огромных баз данных, где хранятся сведения о клиентах, документы, презентации и сотни тысяч других файлов.

Конечно, всю эту информацию нужно где-то хранить. Стандартный вариант – дисковый накопитель, однако, его вместимости зачастую не хватает даже для частного использования, что уж говорить о коммерческом. Более емкое, технологичное решение – система хранения данных, в которую входят не только накопители, но и другие компоненты, обеспечивающие работоспособность, безопасность, скорость, защищающие от случайных потерь, кражи файлов.

Специфика применения

СХД универсальны, благодаря чему подходят для совершенно разных жизненных сфер. Примеры выглядят следующим образом:

• Частное применение. Подавляющему большинству пользователей с запасом хватает HDD на пару терабайт, но нельзя забывать о любителях кино в формате 8K, поклонниках музыки в Hi-Res. Один фильм в таком случае “весит” десятки гигабайт, композиция – сотни мегабайт. Для большой коллекции вполне может потребоваться СХД.
• Коммерческие структуры малого и среднего масштаба. Современная СХД позволяет не просто хранить сведения о клиентах, отчетные документы и другие важные бумаги в цифровой форме. Дополнительно она снижает опасность их потери, обеспечивает возможность одновременного взаимодействия с ними сразу нескольких специалистов.
• Научные центры, лаборатории, институты. Задача СХД – хранение исходных данных для исследований и их результатов. Специалистам приходится изучать терабайты файлов, так что стандартными дисками не обойтись.
• Больницы, частные и государственные медицинские организации. СХД подойдет для накопления результатов диагностики и анализов, формирования баз данных постоянных клиентов, решения других задач, связанных с обслуживанием пациентов.
• Студии, частные специалисты, занимающиеся созданием компьютерной графики, обработкой фото и, в особенности – видео. Современные камеры поддерживают запись в 4K и подобных форматах, предполагающих огромные объемы исходных файлов. Вдобавок зачастую над проектом ведется не персональная, а совместная работа, предполагающая участие сразу нескольких дизайнеров, художников, ретушеров. Стандартный дисковый накопитель для этого не подходит.

Классификация

Системы хранения данных представлены множеством типов. В качестве основного классификационного признака можно рассматривать технологию подключения, быстродействие, базовые и дополнительные функции. Один из наиболее значимых моментов – способ организации доступа. Все варианты нужно рассмотреть подробнее.

DAS

Расшифровка англоязычной аббревиатуры – “direct attached storage”, что очень точно отражает суть системы. Она предполагает прямое соединение с головным устройством, будь то персональный компьютер, сервер или ноутбук. Тип подключения – проводной, интерфейс определяется спецификой оборудования, например, им может быть USB или SATA. Проводное соединение обеспечивает высокую скорость передачи данных, исключает неприятности, вроде случайных разрывов. Помимо скорости, необходимо отметить следующие сильные стороны таких СХД:

1. Простота конфигурирования и использования. Все манипуляции проводятся через операционную систему головного устройства, в большинстве случаев – через известную всем ОС Windows.
2. Невысокая цена, в особенности, если объем хранилища находится в пределах 10-20 гигабайт.
3. Отсутствие необходимости в выделенной линии питания, за счет чего становится возможным мобильное использование.

Главный минус DAS – ограниченность подключения. Стабильная связь налажена с единственным устройством, что исключает возможность совместного использования. Решение больше подойдет частным пользователям, нежели организациям, особенно, если речь идет о фирмах с масштабом выше среднего.

NAS

Расшифровка – “network attached storage”. Данные системы требуют подключения к локальным сетям, чтобы все пользователи могли взаимодействовать с информацией при помощи протоколов типа FTP, NFS и подобных. Преимущества NAS выглядят следующим образом:

• Возможность одновременного подключения сразу нескольких пользовательских устройств, что важно для совместной работы над проектом, задачей.
• Широкий функционал, в частности – возможность синхронизации с облачными сервисами, создание копий для восстановления данных в случае критического повреждения, случайного удаления, потери.
• Простота модернизации. При исчерпании места в хранилище его можно расширить, добавив новые диски.

Основной недостаток – ограниченность скорости. Чтобы свести выраженность проблемы к минимуму, нужно использовать протоколы с максимальной пропускной способностью.

SAN

Storage area network. СХД строится на базе выделенной сети, например, оптоволоконной, обеспечивающей огромную скорость передачи данных, недоступную ни беспроводным аналогам, ни проводным, с интерфейсами типа USB. Такая система сложна во внедрении, требует привлечения квалифицированного персонала, занимающегося монтажом и настройкой, покупки дорогого оборудования. Расходы, впрочем, оправданы следующими преимуществами:

1. Высочайший уровень производительности, соответствующий запросам даже научных структур, аналитических отделов, студий, занимающихся разработкой программного обеспечения, 3D-графикой.
2. Неограниченные возможности модернизации. Допустимо подключение десятков и даже сотен дисковых накопителей, в том числе наиболее совершенных, скоростных SSD.
3. Поддержка дублирования, резервирования данных, что повышает общую отказоустойчивость системы, при необходимости – позволяет быстро восстановить всю информацию.

SAN-системы оптимально подходят для организаций крупного масштаба, ЦОД, научно-исследовательских центров, взаимодействующих с огромными объемами данных.

Рекомендации по выбору

У каждого из указанных классов – своя специфика применения. Для повышения точности выбора необходимо рассмотреть несколько основных сценариев эксплуатации систем хранения данных:

• Личное, частное применение. Оптимально подойдут системы прямого подключения, емкость которых составляет около 5 гигабайт. Они дешевы, максимально удобны в применении, при этом вместительны и надежны, поддерживают функцию резервирования. Семьям, где у каждого пользователя – свое устройство, взаимодействующее с СХД, лучше подойдут NAS-комплексы, либо облачные сервисы, стремительно набирающие популярность. Они не предполагают необходимости в покупке оборудования, при этом удобны и безопасны. Для комфортного использования достаточно своевременно вносить плату по тарифу, можно найти и бесплатные сервисы.
• Небольшие коммерческие структуры и предприятия. Рекомендация – NAS, поддерживающая RAID. RAID-контроллер повышает общую надежность, упрощает конфигурирование системы для использования группой специалистов.
• Крупные предприятия. Бескомпромиссный вариант – SAN, где передача данных ведется по оптоволоконной линии. Производительность окажется достаточной даже для аналитических центров и других организаций, которым приходится взаимодействовать с сотнями терабайт информации, изучать, накапливать ее.

При подборе системы хранения данных нужно учитывать не только ее соответствие конкретному эксплуатационному сценарию, но и характеристики аппаратных компонентов, поддержку современных функций, например, искусственного интеллекта. Главный показатель дисков – не только объем, но и скорость работы. Для продолжительного хранения информации, доступ к которой требуется время от времени, подойдут стандартные магнитные диски, для файлов, предполагающих необходимость постоянного взаимодействия – твердотельные накопители SSD.

Поддержка функций искусственного интеллекта повышает безопасность, эффективность использования и отказоустойчивость системы. Например, алгоритмы точно предсказывают вероятность сбоя, руководствуясь некоторыми косвенными признаками, распределяют файлы по SSD и HDD в соответствии с их типом, особенностями доступа, фиксируют подозрительную активность, предотвращают кражу, намеренное повреждение, похищение информации.