Armazenamento conectado à rede
O Armazenamento Conectado à Rede (NAS) é um servidor de dados em nível de arquivo, conectado a uma rede de computadores, que permite o acesso a dados para diversos clientes. O termo 'NAS' pode se referir tanto à tecnologia e aos sistemas envolvidos, quanto a um dispositivo especializado (appliance NAS) construído para essa função. Ele se diferencia de outras formas de armazenamento, como o armazenamento em nível de bloco, as Redes de Área de Armazenamento (SAN) e o Armazenamento Conectado Diretamente (DAS).
Pontos-chave
- NAS é um servidor de armazenamento de dados em nível de arquivo conectado à rede, otimizado para servir arquivos.
- Pode ser um dispositivo especializado (appliance) ou a tecnologia por trás do sistema.
- Utiliza protocolos de compartilhamento de arquivos como NFS, SMB ou AFP para acesso aos dados.
- Oferece acesso a dados mais rápido, administração mais fácil e configuração mais simples em comparação com servidores de uso geral.
- Diferencia-se do DAS por ser uma solução independente e conectada em rede, e da SAN por fornecer tanto armazenamento quanto um sistema de arquivos.
Um dispositivo NAS é otimizado para servir arquivos, seja por seu hardware, software ou configuração. Geralmente, é um aparelho de computador especializado, contendo uma ou mais unidades de armazenamento, frequentemente organizadas em contêineres lógicos e redundantes (RAID). O NAS permite acesso a arquivos usando protocolos de rede como NFS, SMB ou AFP. Desde meados da década de 1990, os dispositivos NAS ganharam popularidade como um método conveniente para compartilhar arquivos entre múltiplos computadores e para aliviar a carga de servidores de uso geral, oferecendo acesso a dados mais rápido, administração simplificada e configuração mais fácil.
Uma unidade NAS é um computador conectado a uma rede que oferece exclusivamente serviços de armazenamento de dados baseados em arquivos para outros dispositivos na rede. Embora possa ser tecnicamente possível executar outros softwares, o NAS não é projetado para ser um servidor de uso geral. Geralmente, não possui teclado ou monitor, sendo controlado e configurado pela rede, frequentemente via navegador web. Um sistema operacional completo não é necessário, por isso, um SO simplificado é comum. Os sistemas NAS contêm uma ou mais unidades de disco rígido, frequentemente organizadas em RAID, e utilizam protocolos baseados em arquivos como NFS (UNIX), SMB (Windows), AFP (Apple Macintosh) ou NCP (OES e Novell NetWare), raramente limitando os clientes a um único protocolo.
NAS vs. DAS: As Diferenças
A principal distinção entre o Armazenamento Conectado Diretamente (DAS) e o NAS é que o DAS é uma extensão de um servidor existente e não é necessariamente conectado em rede, geralmente via USB ou Thunderbolt. O NAS, por outro lado, é uma solução independente e fácil para compartilhar arquivos pela rede. Ambos podem aumentar a disponibilidade de dados usando RAID ou clustering e podem ter memória cache para melhorar o desempenho. Contudo, o desempenho do NAS é significativamente influenciado pela velocidade e congestionamento da rede, enquanto o DAS local não tem essa dependência.
NAS vs. SAN: Comparativo
O NAS fornece tanto o armazenamento físico quanto um sistema de arquivos para organizar os dados. Isso contrasta com a Rede de Área de Armazenamento (SAN), que oferece apenas armazenamento baseado em blocos, deixando a gestão do sistema de arquivos para o lado do cliente. Protocolos SAN incluem Fibre Channel, iSCSI, ATA over Ethernet (AoE) e HyperSCSI. Uma forma de entender a diferença é que o NAS aparece para o sistema operacional do cliente como um servidor de arquivos (onde o cliente pode mapear unidades de rede), enquanto um disco disponível através de uma SAN aparece como um disco físico para o SO do cliente, visível em utilitários de gerenciamento de disco e volume, pronto para ser formatado e montado.
No início da década de 1980, a 'Newcastle Connection' da Universidade de Newcastle demonstrou o acesso remoto a arquivos em máquinas UNIX. O sistema operacional NetWare da Novell e o protocolo NCP foram lançados em 1983. Em 1984, a Sun Microsystems lançou o NFS, permitindo que servidores de rede compartilhassem armazenamento com clientes. A 3Com e a Microsoft desenvolveram o LAN Manager para esse mercado. O 3Server e 3+Share da 3Com foram os primeiros servidores dedicados (hardware, software e múltiplos discos) para sistemas abertos. Inspiradas pelo sucesso de Novell, IBM e Sun, várias empresas desenvolveram servidores de arquivos dedicados. A 3Com foi pioneira em NAS para sistemas operacionais de desktop, e a Auspex Systems desenvolveu um servidor NFS para o mercado UNIX. No início dos anos 90, engenheiros da Auspex formaram a NetApp, criando o NetApp FAS, que suportava SMB e NFS, com escalabilidade e facilidade de implantação superiores. Isso impulsionou o mercado de dispositivos NAS proprietários, hoje liderado por NetApp e EMC Celerra.
A forma como os fabricantes produzem dispositivos NAS pode ser classificada em três tipos distintos, refletindo diferentes abordagens de design e funcionalidade.
O NAS vai além do armazenamento centralizado para computadores clientes em ambientes com grandes volumes de dados. Ele pode viabilizar sistemas mais simples e econômicos, como servidores de e-mail e web com balanceamento de carga e tolerância a falhas, ao fornecer serviços de armazenamento dedicados. No mercado consumidor, os dispositivos NAS evoluíram para soluções de 'nuvem privada', permitindo que usuários armazenem mídias e façam backup de arquivos de diversos dispositivos (smartphones, PCs), mantendo a propriedade total dos dados e sem mensalidades de armazenamento. Esses dispositivos de consumo são agora amplamente disponíveis, geralmente em formatos menores que os montados em rack, e seus preços caíram drasticamente, oferecendo armazenamento flexível baseado em rede por um custo pouco superior ao de um disco rígido externo USB ou FireWire. Muitos desses dispositivos domésticos são construídos com processadores ARM, x86 ou MIPS, rodando um sistema operacional Linux embarcado.
Diversas implementações de NAS estão disponíveis, desde soluções de código aberto até projetos de pesquisa focados em otimização de desempenho.
Servidores de Código Aberto para NAS
Existem distribuições de Linux e FreeBSD orientadas a NAS de código aberto, projetadas para fácil configuração em hardware de PC comum, geralmente via 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. Essas implementações utilizam Samba (um daemon SMB), daemon NFS e daemons FTP, que estão disponíveis gratuitamente para esses sistemas operacionais.
Discos Seguros Conectados à Rede (NASD)
O NASD foi um projeto de pesquisa da Universidade Carnegie Mellon (1997-2001) com o objetivo de fornecer largura de banda escalável de armazenamento de forma econômica. Ele reduz a sobrecarga no servidor de arquivos (gerenciador de arquivos) permitindo que os 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 NAS em cluster é uma configuração que utiliza um sistema de arquivos distribuído, operando simultaneamente em múltiplos servidores. A principal diferença em relação a um NAS tradicional é a capacidade de distribuir (por exemplo, 'stripe') dados e metadados entre os nós do cluster ou dispositivos de armazenamento. Assim como um NAS tradicional, o NAS em cluster ainda oferece acesso unificado aos arquivos a partir de qualquer um dos nós do cluster, independentemente da localização física dos dados.
