Network Attached Storage ( NAS ) là thiết bị lưu trữ tệp chuyên dụng. Giúp nhân viên luôn có thể truy cập dữ liệu, cho phép cộng tác hiệu quả qua mạng. Mọi mạng máy tính đều có máy chủ và máy khách kết nối với nhau và gửi yêu cầu đến máy chủ. Thiết bị NAS là một máy chủ chuyên dụng chỉ xử lý các yêu cầu chia sẻ tệp và lưu trữ dữ liệu. Các thiết bị này cung cấp khả năng lưu trữ nhanh, an toàn và đáng tin cậy cho các mạng riêng.
1. Tại sao thiết bị NAS lại quan trọng
Các doanh nghiệp và SMB trong các ngành công nghiệp khác nhau. Đang chuyển sang các giải pháp NAS để cung cấp dịch vụ lưu trữ chi phí thấp, hiệu quả và có thể mở rộng. So với các máy chủ tệp khác, máy chủ tệp NAS cung cấp khả năng truy cập dữ liệu nhanh hơn, dễ cấu hình và quản lý hơn.
Các máy chủ này hỗ trợ nhiều ứng dụng kinh doanh như hệ thống email cá nhân, cơ sở dữ liệu kế toán, bảng lương, ghi và chỉnh sửa video, ghi dữ liệu và phân tích kinh doanh. Ưu điểm của NAS là:
1.1 Triển khai đám mây riêng cho tổ chức của bạn
Đám mây riêng là đám mây lưu trữ tài nguyên từ trung tâm dữ liệu của tổ chức bạn. Đám mây này được cung cấp bởi tài nguyên phần cứng nội bộ hoặc cơ sở hạ tầng riêng biệt do bên thứ ba cung cấp. Các thiết bị NAS có thể được sử dụng để cung cấp dịch vụ lưu trữ đám mây cho tổ chức của riêng bạn.
1.2 Giải pháp lưu trữ tại chỗ linh hoạt cho doanh nghiệp nhỏ
Hệ thống NAS có thể được tùy chỉnh dựa trên quy mô và nhu cầu của tổ chức của bạn. Có cả giải pháp lưu trữ chi phí thấp, dung lượng thấp và các thiết bị cao cấp đắt tiền hơn trên thị trường.
2. Tác dụng của máy chủ lưu trữ kết nối với mạng là gì?
Các tổ chức sử dụng giải pháp NAS để thực hiện nhiều nhiệm vụ khác nhau, bao gồm:
- Lưu trữ và chia sẻ tệp
- Tạo một kho lưu trữ dữ liệu hoạt động hoặc để sao lưu dữ liệu và khắc phục thảm họa
- Lưu trữ cơ sở hạ tầng máy ảo của bạn.
- Thử nghiệm và phát triển các ứng dụng web dựa trên web và phía máy chủ
- Truyền trực tuyến tệp phương tiện và siêu dữ liệu
- Lưu trữ ảnh và video mà bạn cần truy cập thường xuyên
- Tạo cơ sở dữ liệu in nội bộ
Ví dụ: Các công ty truyền thông tạo ra nhiều hình ảnh mỗi ngày. Tuy nhiên, do độ trễ của mạng, công ty không thể liên tục truyền dữ liệu này lên đám mây. Thay vào đó, tôi sử dụng các thiết bị NAS cao cấp để lưu trữ ảnh của mình. Tất cả nhân viên có thể truy cập và chỉnh sửa những bức ảnh này trên mạng công ty.
3. Các thành phần của một thiết bị NAS là gì?
Một thiết bị NAS thường bao gồm nhiều thành phần.
3.1 Lưu trữ vật lý
Một thiết bị NAS có thể được trang bị từ 2 đến 5 ổ cứng, mang đến dung lượng lưu trữ lớn. Nhiều ổ đĩa vật lý được sắp xếp hợp lý trong bộ lưu trữ dự phòng (RAID). RAID là công nghệ ảo hóa kết hợp nhiều thành phần lưu trữ vật lý thành một hoặc nhiều đơn vị logic. Công nghệ này bảo vệ dữ liệu của bạn và cải thiện hiệu suất.
3.2 Bộ phận xử lý trung tâm (CPU)
Thiết bị NAS có CPU cung cấp thông tin máy tính và chức năng quản lý hệ thống tệp. CPU đọc và ghi dữ liệu, xử lý và gửi tệp, quản lý nhiều người dùng và tích hợp với đám mây khi cần.
3.3 Hệ điều hành
Một hệ điều hành là giao diện phần mềm giữa phần cứng của thiết bị lưu trữ và người dùng của nó. Các thiết bị lưu trữ mạng phức tạp có hệ điều hành riêng. Trong khi một số thiết bị đơn giản có thể không đi kèm với hệ điều hành.
3.4 Giao diện mạng
Thiết bị NAS kết nối với mạng thông qua giao diện mạng. Kết nối mạng có thể được thực hiện bằng cáp Ethernet hoặc Wi-Fi. Nhiều thiết bị NAS cũng có cổng USB để sạc thiết bị khác hoặc kết nối với thiết bị NAS.
4. Thiết bị NAS có nguyên tắc lưu trữ cơ bản như thế nào?
NAS là một thiết bị lưu trữ gắn mạng cho dữ liệu dựa trên tệp. Có ba phương pháp lưu trữ chính:
4.1 Lưu trữ tệp
Lưu trữ tệp cho phép bạn lưu trữ dữ liệu trong tệp, sắp xếp tệp trong thư mục và sắp xếp chúng theo cấu trúc phân cấp thư mục và thư mục con. Đây là một kỹ thuật lưu trữ phổ biến và quen thuộc.
4.2 Lưu trữ khối dữ liệu
Lưu trữ khối chia tệp thành các khối dữ liệu nhỏ hơn và lưu trữ riêng từng khối tại một địa chỉ duy nhất. Máy tính của bạn có thể lưu trữ các khối dữ liệu ở mọi nơi trên thiết bị của bạn. Hệ điều hành của máy chủ sử dụng các địa chỉ duy nhất để xây dựng lại các khối dữ liệu thành các tệp. Điều này nhanh hơn duyệt cấu trúc phân cấp để truy cập tệp.
4.3 Lưu trữ đối tượng
Một đối tượng là một đơn vị dữ liệu rời rạc được lưu trữ không có cấu trúc hoặc phân cấp. Mỗi đối tượng bao gồm dữ liệu, mô tả dữ liệu (siêu dữ liệu) và mã định danh duy nhất. Sử dụng thông tin này, phần mềm hệ thống có thể định vị và truy cập các đối tượng.
4.4 Lưu trữ tệp và khối cho dữ liệu và đối tượng
Mỗi loại bộ nhớ có thể được sử dụng theo những cách khác nhau.
Ví dụ: Lưu trữ tệp để chia sẻ tệp cục bộ và lưu trữ khối dữ liệu cho các ứng dụng hiệu suất cao. Mặt khác, lưu trữ đối tượng có thể được sử dụng để lưu trữ dữ liệu phi cấu trúc như email, video, tệp hình ảnh, trang web và dữ liệu cảm biến do Internet vạn vật (IoT) tạo ra.
5. Cơ chế hoạt động NAS như thế nào?
Hệ thống NAS kết hợp phần mềm và phần cứng với các giao thức (hoặc quy tắc) để hỗ trợ chia sẻ tệp qua mạng. Bằng cách tuân theo các giao thức này, bất kỳ máy tính nào cũng có thể truy cập liền mạch các tệp từ thiết bị NAS như thể các tệp được lưu trữ trên chính máy tính đó.
5.1 Giao thức truyền thông
Mạng có thể chạy nhiều giao thức truyền dữ liệu, nhưng hầu hết các mạng đều có Giao thức Internet (IP) và Giao thức điều khiển truyền tải (TCP). IP là phần chứa địa chỉ gửi dữ liệu file. TCP cung cấp dữ liệu bằng cách lắp ráp nó thành các gói và gửi chúng qua mạng.
5.2 Giao thức xử lý các định dạng tệp
Các máy trong mạng máy tính có thể có các hệ điều hành cơ bản khác nhau như Windows, Linux và Unix. Tất cả các hệ điều hành này đều yêu cầu quyền truy cập vào kho lưu trữ tệp NAS ở định dạng gốc của hệ điều hành. Do đó, hệ thống tệp NAS xử lý định dạng dữ liệu trước khi gửi qua mạng. Các giao thức xử lý định dạng để gửi tệp bao gồm:
5.3 Hệ thống tệp mạng (NFS)
Các hệ thống Linux và UNIX sử dụng giao thức này. NFS hoạt động với mọi phần cứng, hệ điều hành hoặc kiến trúc mạng. Hệ thống giao thức chia sẻ tệp do Sun Microsystems phát triển từ năm 1984. Cho phép người dùng trên máy khách truy cập hệ thống tệp được chia sẻ qua mạng máy tính. Giống như cách họ truy cập trực tiếp vào ổ cứng.
5.4 Khối tin nhắn máy chủ (SMB)
Server Message Block (SMB) là một giao thức cấu trúc dữ liệu và chia sẻ tệp mạng. SMB được sử dụng bởi hàng tỷ thiết bị trên nhiều hệ điều hành khác nhau, bao gồm Windows, MacOS, iOS, Linux và Android. Khách hàng sử dụng SMB để truy cập dữ liệu trên máy chủ. Điều này cho phép chia sẻ tệp, quản lý dữ liệu tập trung và giảm dung lượng lưu trữ trên thiết bị di động. Máy chủ cũng sử dụng SMB như một phần của trung tâm dữ liệu. Do phần mềm xác định để tải các công việc như phân cụm và sao chép.
Vì SMB là một hệ thống tệp từ xa nên nó cần được bảo vệ khỏi các cuộc tấn công trong đó máy tính. Windows có thể bị lừa liên hệ với máy chủ độc hại chạy bên trong mạng đáng tin cậy. Hoặc máy chủ từ xa bên ngoài ranh giới mạng. Các thực tiễn và cấu hình tốt nhất của tường lửa có thể tăng cường bảo mật. Và ngăn chặn lưu lượng độc hại rời khỏi máy tính của bạn hoặc mạng của máy tính.
5.5 Giao thức phân phối tệp của Apple (AFP)
Viết tắt của “Thỏa thuận nộp đơn của Apple”. AFP là một giao thức do Apple phát triển để chia sẻ tệp qua mạng. Nó được sử dụng trong các phiên bản trước của hệ điều hành Apple Macintosh. Và cũng được hỗ trợ trong MacOS 10. Tuy nhiên, AFP đã được thay thế phần lớn bằng giao thức SMB (Khối tin nhắn máy chủ) tiêu chuẩn.
6. Có những loại thiết bị NAS nào?
6.1 NAS dựa trên máy chủ
Máy chủ NAS là một thiết bị được sử dụng để thiết lập lưu trữ tệp cục bộ. Máy chủ NAS có nhiều kích cỡ và chủng loại khác nhau.
Ví dụ: Bạn có thể mua bộ máy tính để bàn hoặc bộ máy chủ NAS được gắn trong tủ mạng. Bạn có thể kiểm soát và cấu hình chúng qua mạng.
6.2 NAS tăng quy mô với tài nguyên
Thiết bị NAS quy mô tài nguyên bao gồm các ổ lưu trữ được quản lý bởi hai bộ điều khiển. Mỗi khi bạn cần thêm dung lượng lưu trữ, bạn cần mua thêm ổ NAS. Tuy nhiên, bộ điều khiển có những hạn chế về hiệu suất và dung lượng. Bộ điều khiển chỉ có thể quản lý một số lượng ổ đĩa cố định một cách tối ưu. Khi đạt đến giới hạn, bạn sẽ cần mua một thiết bị mở rộng tài nguyên mới. Vì vậy, chúng tôi có hai boong-ke lưu trữ tệp riêng biệt. Tăng chi phí gián tiếp do phải phân phối và quản lý tệp dữ liệu thủ công giữa hai boong-ke.
6.3 NAS mở rộng theo phiên bản
Một thiết bị NAS chứa một nhóm máy chủ cung cấp các đơn vị logic hoặc chia sẻ tệp trên mạng. Các thiết bị này cũng có bộ điều khiển và ổ đĩa. Tuy nhiên, bộ điều khiển có thể kết nối nhiều thực thể vật lý để chúng hoạt động như một thực thể logic. Hệ thống mở rộng quy mô tuyến tính, tăng hiệu suất khi dung lượng được thêm vào.
7. Điều gì làm cho NAS khác biệt với các kiến trúc mạng lưu trữ khác?
NAS là một thiết bị lưu trữ dữ liệu nối mạng. Ưu điểm chính của NAS là rất đơn giản để thiết lập và triển khai. Với các thiết bị NAS, dữ liệu luôn có thể truy cập được, cho phép nhân viên cộng tác và đáp ứng nhu cầu của khách hàng một cách kịp thời. Đồng thời theo dõi kịp thời các vấn đề khác do thông tin ở một nơi.
7.1 Mạng vùng lưu trữ
Mạng vùng lưu trữ (SAN) là mạng chuyên dụng, tốc độ cao kết nối nhiều máy chủ với nhiều thiết bị lưu trữ khác nhau. Các tổ chức sử dụng SAN để truy cập tập trung, sao chép và bảo vệ tất cả bộ nhớ dưới dạng một tài nguyên tập trung duy nhất. SAN cũng sử dụng các công nghệ bổ sung như RAID và chống trùng lặp để tối ưu hóa dung lượng lưu trữ và độ tin cậy.
7.2 NAS so với SAN
Cả NAS và SAN đều là hệ thống lưu trữ mạng. Các hệ thống này tập hợp lưu trữ và chia sẻ nó với các máy chủ ứng dụng qua mạng tốc độ cao. Sự khác biệt chính giữa hai hệ thống là cách người dùng cảm nhận chúng. Đối với khách hàng, NAS hoạt động như một hệ thống tệp và SAN như một hệ điều hành. NAS xử lý các yêu cầu tệp riêng lẻ và SAN xử lý các yêu cầu khối dữ liệu tuần tự. NAS và SAN cũng khác nhau về các giao thức và công nghệ cơ bản của chúng. SAN cung cấp tính linh hoạt cho người dùng, nhưng có thể tốn kém để thiết lập và quản lý.
7.3 Thiết bị lưu trữ gắn trực tiếp
Bộ lưu trữ đính kèm trực tiếp (DAS) là thiết bị lưu trữ có thể được gắn trực tiếp vào thiết bị chủ. Ví dụ phổ biến nhất về DAS là ổ cứng ngoài được kết nối qua cáp. Chỉ máy chủ mới có quyền truy cập trực tiếp vào dữ liệu. Các thiết bị khác phải yêu cầu dữ liệu từ thiết bị chủ.
7.4 NAS so với DAS
DAS là tiền thân của NAS. Do DAS được gắn trực tiếp vào máy chủ nên các khe cắm mở rộng của máy chủ. Sẽ hạn chế cả khả năng mở rộng và khả năng kết nối của DAS. Kích thước DAS cũng giới hạn dung lượng lưu trữ và chỉ giới hạn ở một số lượng nhỏ cổng hoặc kết nối máy chủ. Thiết bị này không phù hợp để chia sẻ và quản lý phức tạp.
8. Các hạn chế của NAS cục bộ là gì?
Một hạn chế của NAS là không có khả năng cung cấp hiệu suất có thể mở rộng.
8.1 Quản lý phức tạp
Việc duy trì cơ sở hạ tầng NAS tại chỗ làm tăng gánh nặng hoạt động cho các tổ chức đang gặp khó khăn với ngân sách và tài nguyên, đồng thời có thể làm cạn kiệt ngân sách CNTT.
8.2 Khó mở rộng quy mô nhanh chóng
Các thiết bị NAS dựa vào ổ đĩa cứng (HDD) để truyền dữ liệu. Thật không may, quá nhiều người dùng gửi yêu cầu tệp cùng một lúc có thể làm quá tải hệ thống NAS.
8.3 Dịch vụ không đảm bảo
Thiết bị NAS không đưa ra bất kỳ đảm bảo nào về dịch vụ lưu trữ. Người dùng có thể gặp phải các vấn đề như chậm trễ, bỏ học hoặc mất dữ liệu. Các thiết bị NAS không phải lúc nào cũng đủ tin cậy cho các hoạt động quan trọng.
9. Người dùng có thể làm gì để khắc phục những hạn chế của NAS?
Bạn có thể khắc phục các giới hạn của NAS bằng cách thêm các thiết bị NAS vào mạng của mình, tích hợp chúng vào SAN hoặc thay thế các thiết bị NAS của bạn bằng bộ nhớ đám mây. Kiểm tra các tùy chọn sau:
9.1 Thêm thiết bị NAS
Bạn có thể mở rộng hoặc chia tỷ lệ kiến trúc NAS của mình để tăng dung lượng lưu trữ. Mở rộng quy mô có nghĩa là sử dụng phần mềm trình điều khiển lưu trữ. Để quản lý nhiều ổ đĩa vật lý trên cùng một máy chủ NAS. Mở rộng quy mô có nghĩa là quản lý nhiều máy chủ NAS bằng giao diện giao tiếp phần mềm chung được gọi là API. Bằng cách mở rộng quy mô, doanh nghiệp có thể tạo khả năng lưu trữ hàng tỷ tệp. Tuy nhiên, hệ thống này cũng rất tốn kém để cấu hình, viết mã và bảo trì.
9.2 Lưu trữ tích hợp
Mặc dù có sự khác biệt nhưng SAN và NAS không loại trừ lẫn nhau. Bạn có thể kết hợp chúng để tạo thành một kiến trúc SAN-NAS. Kết hợp cung cấp cả ghi nhật ký ở cấp độ tệp và cấp độ khối từ cùng một hệ thống. Bạn cũng có thể vận hành NAS của mình bằng hệ thống SAN để sử dụng các dịch vụ hệ thống tệp. Có thể tìm thấy các thiết bị có các thành phần SAN/NAS lai trên thị trường.
9.3 Lưu trữ đám mây
Bạn có thể nâng cấp hoặc thay thế NAS vật lý của mình bằng công nghệ lưu trữ tệp dựa trên đám mây. Cổng đám mây ở rìa mạng trung tâm dữ liệu của công ty di chuyển dữ liệu. Ứng dụng giữa các kho lưu trữ tại chỗ và đám mây công cộng. Các nhà cung cấp đám mây quản lý và vận hành lưu trữ dữ liệu như một dịch vụ. Truy cập bộ nhớ theo yêu cầu với dung lượng và chi phí giảm. Loại bỏ nhu cầu mua và quản lý cơ sở hạ tầng kho dữ liệu của riêng bạn. Lưu trữ đám mây mang đến sự linh hoạt, khả năng mở rộng toàn cầu. Độ bền và khả năng truy cập dữ liệu mọi lúc, mọi nơi.
10. AWS có thể hỗ trợ giải pháp lưu trữ như thế nào?
- Amazon Flexible Block Storage (Amazon EBS) cung cấp dịch vụ lưu trữ khối dữ liệu dựa trên đám mây. Di chuyển khối lượng công việc SAN tại chỗ của bạn lên đám mây cho các ứng dụng quan trọng. EBS lưu trữ dữ liệu theo cách tiết kiệm chi phí hơn mà không làm giảm hiệu suất.
- Hệ thống tệp linh hoạt của Amazon (Amazon EFS) là một hệ thống tệp thiết lập một lần nhẹ. Không có máy chủ dành cho các dịch vụ điện toán AWS. Truy cập các tệp một cách an toàn và đáng tin cậy, đồng thời mở rộng hoặc thu hẹp dung lượng lưu trữ khi cần.
- Amazon FSx cho NetApp ONTAP cung cấp bộ nhớ dùng chung đáng tin cậy, hiệu năng cao. Có thể thay đổi quy mô và được quản lý toàn phần cho khối lượng công việc Linux, Windows và macOS của bạn.
- Amazon FSx dành cho OpenZFS là chia sẻ được quản lý hoàn toàn dựa trên hệ thống tệp OpenZFS. Được dòng bộ xử lý AWS Graviton sử dụng và có thể truy cập qua giao thức NFS (v3, v4, v4.1, v4.2) Cung cấp không gian lưu trữ tệp.
- Amazon FSx cho Windows File Server cung cấp bộ nhớ dùng chung. Được quản lý hoàn toàn được xây dựng trên Windows Server.
- Amazon Simple Storage (Amazon S3) là một dịch vụ lưu trữ đối tượng cung cấp khả năng mở rộng, tính sẵn có của dữ liệu, bảo mật và hiệu suất hàng đầu trong ngành. Đám mây riêng ảo của Amazon (Amazon VPC) cho phép bạn kiểm soát hoàn toàn môi trường mạng ảo của mình. Bao gồm cả vị trí tài nguyên, kết nối và bảo mật.
- AWS Storage Gateway cung cấp cho các ứng dụng tại chỗ của bạn quyền truy cập hầu như không giới hạn vào bộ nhớ đám mây.
- AWS Storage cung cấp đầy đủ các dịch vụ để lưu trữ, truy cập, quản lý và phân tích dữ liệu của bạn.
- Đăng ký tài khoản AWS ngay hôm nay và nhận quyền truy cập miễn phí vào Cloud Storage!
Trên đây là tất cả những gì mà GECC chia sẻ về ổ cứng mạng NAS. Bài viết đã nói về khái niệm NAS là gì? Sự khác biệt giữa thiết bị ổ cứng mạng NAS. Và dịch vụ lưu trữ đám mây hay những tính năng đặc sắc và lợi ích khi sử dụng mạng NAS. Hy vọng qua bài viết này bạn đã hiểu hơn về thiết bị này. Cám ơn các bạn đã theo dõi.
