Armazenamento conectado à rede
O armazenamento conectado à rede (NAS) é um servidor de armazenamento de dados em nível de arquivo conectado a uma rede de computadores, fornecendo acesso a dados para um grupo heterogêneo [en] de clientes. Nesse contexto, o termo "NAS" pode se referir tanto à tecnologia e aos sistemas envolvidos, quanto a uma unidade de dispositivo especializado construído para tal funcionalidade – um appliance NAS ou caixa NAS. O NAS se diferencia do armazenamento em nível de bloco, das redes de área de armazenamento (SAN) e do armazenamento conectado diretamente (DAS).
Um dispositivo NAS é otimizado para servir arquivos, seja por seu hardware, software ou configuração. Geralmente, é fabricado como um dispositivo de computador (appliance) – um computador especializado e construído para um propósito específico. Os sistemas NAS são dispositivos em rede que contêm uma ou mais unidades de armazenamento, frequentemente organizadas em contêineres de armazenamento lógicos e redundantes ou RAID. O armazenamento conectado à rede normalmente fornece acesso a arquivos usando protocolos de compartilhamento de arquivos de rede, como NFS, SMB ou AFP. A partir de meados da década de 1990, os dispositivos NAS começaram a ganhar popularidade como um método conveniente de compartilhamento de arquivos entre vários computadores, bem como para remover a responsabilidade de servir arquivos de outros servidores na rede; ao fazer isso, um NAS pode fornecer acesso a dados mais rápido, administração mais fácil e configuração mais simples, em oposição ao uso de um servidor de uso geral para servir arquivos.
Uma unidade NAS é um computador conectado a uma rede que fornece apenas serviços de armazenamento de dados baseados em arquivos para outros dispositivos na rede. Embora possa ser tecnicamente possível executar outros softwares em uma unidade NAS, ela geralmente não é projetada para ser um servidor de uso geral. Por exemplo, as unidades NAS geralmente não possuem teclado ou monitor e são controladas e configuradas pela rede, frequentemente usando um navegador. Um sistema operacional completo não é necessário em um dispositivo NAS, então frequentemente um sistema operacional simplificado é usado. Os sistemas NAS contêm uma ou mais unidades de disco rígido, frequentemente organizadas em contêineres de armazenamento lógicos e redundantes ou RAID. O NAS usa protocolos baseados em arquivos, como NFS (popular em sistemas UNIX), SMB (Server Message Block) (usado com sistemas Microsoft Windows), AFP (usado com computadores Apple Macintosh) ou NCP (usado com OES [en] e Novell NetWare). As unidades NAS raramente limitam os clientes a um único protocolo.
Comparação com DAS
A principal diferença entre o armazenamento diretamente conectado (DAS) e o NAS é que o DAS é simplesmente uma extensão de um servidor existente e não é necessariamente conectado em rede. Como o nome sugere, o DAS normalmente é conectado via cabo USB ou Thunderbolt. O NAS é projetado como uma solução fácil e independente para compartilhar arquivos pela rede. Tanto o DAS quanto o NAS podem potencialmente aumentar a disponibilidade de dados usando RAID ou clustering. Tanto o NAS quanto o DAS podem ter várias quantidades de memória cache, o que afeta muito o desempenho. Ao comparar o uso de NAS com o uso de DAS local (não conectado em rede), o desempenho do NAS depende principalmente da velocidade e do congestionamento na rede.
Comparação com SAN
O NAS fornece tanto armazenamento quanto um sistema de arquivos. Isso é frequentemente contrastado com a SAN (rede de área de armazenamento), que fornece apenas armazenamento baseado em blocos e deixa as questões do sistema de arquivos para o lado do "cliente". Os protocolos SAN incluem Fibre Channel, iSCSI, ATA over Ethernet [en] (AoE) e HyperSCSI [en]. Uma maneira de conceituar vagamente a diferença entre um NAS e uma SAN é que o NAS aparece para o SO (sistema operacional) do cliente como um servidor de arquivos (o cliente pode mapear [en] unidades de rede para compartilhamentos nesse servidor), enquanto um disco disponível através de uma SAN ainda aparece para o SO do cliente como um disco, visível em utilitários de gerenciamento de disco e volume (junto com os discos locais do cliente), e disponível para ser formatado com um sistema de arquivos e montado [en].
No início da década de 1980, a "Newcastle Connection [en]" por Brian Randell e seus colegas na Universidade de Newcastle demonstrou e desenvolveu o acesso remoto a arquivos através de um conjunto de máquinas UNIX. O sistema operacional de servidor NetWare da Novell e o protocolo NCP [en] foram lançados em 1983. Seguindo a Newcastle Connection, o lançamento de 1984 do NFS pela Sun Microsystems permitiu que servidores de rede compartilhassem seu espaço de armazenamento com clientes em rede. A 3Com e a Microsoft desenvolveriam o software e protocolo LAN Manager para promover esse novo mercado. O software 3Server [en] e 3+Share [en] da 3Com foi o primeiro servidor construído para um propósito específico (incluindo hardware proprietário, software e múltiplos discos) para servidores de sistemas abertos. Inspiradas pelo sucesso dos servidores de arquivos da Novell, IBM e Sun, várias empresas desenvolveram servidores de arquivos dedicados. Enquanto a 3Com estava entre as primeiras empresas a construir um NAS dedicado para sistemas operacionais de desktop, a Auspex Systems [en] foi uma das primeiras a desenvolver um servidor NFS dedicado para uso no mercado UNIX. Um grupo de engenheiros da Auspex se separou no início da década de 1990 para criar o NetApp FAS [en] integrado, que suportava tanto os protocolos Windows SMB quanto UNIX NFS e tinha escalabilidade e facilidade de implantação superiores. Isso iniciou o mercado para dispositivos NAS proprietários [en], agora liderado pela NetApp e EMC Celerra.
A maneira como os fabricantes produzem dispositivos NAS pode ser classificada em três tipos:
O NAS é útil para mais do que apenas armazenamento centralizado geral fornecido a computadores clientes em ambientes com grandes quantidades de dados. O NAS pode permitir sistemas mais simples e de menor custo, como sistemas de servidor de e-mail e web com balanceamento de carga e tolerância a falhas, fornecendo serviços de armazenamento. No mercado consumidor, os dispositivos NAS evoluíram para soluções de "nuvem privada". Elas permitem que os usuários armazenem dados multimídia e façam backup de arquivos de diversos dispositivos (como smartphones e PCs), mantendo a propriedade total dos dados. Diferentemente dos serviços de nuvem pública, essas configurações de nuvem privada geralmente não exigem o pagamento de mensalidades para armazenamento. Tais dispositivos do mercado consumidor estão agora comumente disponíveis. Ao contrário de seus equivalentes montados em rack, eles são geralmente embalados em formatos menores. O preço dos dispositivos NAS caiu drasticamente nos últimos anos[quando?], oferecendo armazenamento flexível baseado em rede para o mercado consumidor doméstico por pouco mais que o custo de um disco rígido externo USB ou FireWire comum. Muitos desses dispositivos de consumo doméstico são construídos em torno de processadores ARM, x86 ou MIPS rodando um sistema operacional Linux embarcado [en].
Implementações de servidor de código aberto
Distribuições orientadas a NAS de código aberto de Linux e FreeBSD estão disponíveis. Elas são projetadas para serem fáceis de configurar em hardware de PC comum e são normalmente configuradas usando um navegador web. Elas podem ser executadas a partir de uma máquina virtual, Live CD, unidade flash USB inicializável (Live USB) ou de um dos discos rígidos montados. Elas executam Samba (um daemon SMB), daemon NFS e daemons FTP que estão disponíveis gratuitamente para esses sistemas operacionais.
Discos seguros conectados à rede
Discos seguros conectados à rede (NASD) é um projeto de pesquisa de 1997–2001 da Universidade Carnegie Mellon, com o objetivo de fornecer largura de banda escalável de armazenamento econômica. O NASD reduz a sobrecarga no servidor de arquivos (gerenciador de arquivos) permitindo que dispositivos de armazenamento transfiram dados diretamente para os clientes. A maior parte do trabalho do gerenciador de arquivos é descarregada para o disco de armazenamento sem integrar a política do sistema de arquivos ao disco. A maioria das operações do cliente, como Leitura/Gravação, vai diretamente para os discos; operações menos frequentes, como autenticação, vão para o gerenciador de arquivos. Os discos transferem objetos de comprimento variável em vez de blocos de tamanho fixo para os clientes. O Gerenciador de Arquivos fornece uma capacidade de cache por tempo limitado para os clientes acessarem os objetos de armazenamento. Um acesso a arquivo do cliente para os discos tem a seguinte sequência:
Um NAS em cluster é um NAS que usa um sistema de arquivos distribuído rodando simultaneamente em vários servidores. A principal diferença entre um NAS em cluster e um tradicional é a capacidade de distribuir[carece de fontes?] (por exemplo, stripe) dados e metadados entre os nós do cluster ou dispositivos de armazenamento. O NAS em cluster, como um tradicional, ainda fornece acesso unificado aos arquivos de qualquer um dos nós do cluster, independentemente da localização real dos dados.
