СХД: DAS, NAS или SAN как выбрать систему хранения

Система хранения данных (СХД) это не один продукт, а класс решений с разной архитектурой доступа к дискам. Когда бизнесу нужно место под базы, файлы или виртуальные машины, выбор упирается в три варианта: DAS, NAS и SAN. Они отличаются не объемом дисков, а способом подключения серверов к хранилищу, и от этого выбора зависят производительность, отказоустойчивость и итоговый бюджет проекта. Ошибка на этом этапе дорого обходится: недооцененная СХД тормозит бизнес-приложения, а избыточно сложная архитектура съедает бюджет на оборудование и администрирование, которые можно было направить на развитие. В статье разберем, чем эти архитектуры отличаются друг от друга, на каком оборудовании они строятся и какую СХД имеет смысл ставить под конкретную задачу.

Зачем вообще разделять архитектуры СХД

Любая система хранения решает одну задачу: дать серверам доступ к дискам. Но количество серверов, требуемая скорость и допустимая сложность инфраструктуры у всех разные. Один сервер с базой данных не нуждается в сетевом хранилище, а десяткам виртуальных машин недостаточно локальных дисков одного узла. Поэтому и появились три архитектуры: DAS для прямого подключения, NAS для файлового доступа по сети и SAN для блочного доступа через выделенную сеть хранения. Разница между ними в первую очередь в протоколе доступа, а не в самих дисках или RAID-массивах внутри хранилища. При этом сами диски, контроллеры и корпуса во всех трех случаях берутся из одной и той же линейки серверных комплектующих, архитектура лишь определяет, как серверы получают доступ к этому оборудованию.

DAS: прямое подключение к серверу

DAS (Direct Attached Storage) это самый простой вариант СХД: диски подключены напрямую к серверу, будь то внутренние отсеки в корпусе или внешняя дисковая полка по интерфейсу SAS. Между сервером и хранилищем нет сети, поэтому задержки минимальны, а настройка сводится к сборке RAID-массива на контроллере. Именно отсутствие сетевого протокола делает DAS самой быстрой архитектурой по прямому вводу-выводу: данные идут по короткому пути от диска до процессора сервера без промежуточных сетевых узлов.

Плюсы и ограничения DAS

Главное преимущество DAS в цене и простоте: не нужны коммутаторы, отдельные протоколы или сложное администрирование, а значит, нет и отдельной статьи расходов на сетевую инфраструктуру хранения. Но у этого варианта есть жесткое ограничение: хранилище доступно только тому серверу, к которому подключено физически. Если нужно, чтобы данные видели несколько машин одновременно, DAS не подходит без дополнительного слоя сетевого доступа, а значит, придется переходить к NAS или SAN.

DAS хорошо работает для одиночного сервера под базу данных, где важна низкая задержка, а также для локальных бэкапов и задач, где сеть избыточна. Ассортимент серверных HDD позволяет собрать DAS-хранилище нужного объема под конкретный сервер.

NAS: файловое хранилище в сети

NAS (Network Attached Storage) это сетевое хранилище, к которому клиенты обращаются по обычной сети через файловые протоколы SMB/CIFS (для Windows-инфраструктуры) и NFS (для Linux и Unix-систем). В отличие от DAS, к NAS одновременно подключаются десятки и сотни пользователей, каждый работает со своими файлами и папками так же, как с сетевым диском. Для конечного пользователя разница почти незаметна: сетевая папка выглядит и работает так же, как локальная, но физически данные лежат на отдельном хранилище с собственным RAID-массивом и сетевым интерфейсом.

Когда NAS оправдан

NAS решает задачи общего файлового доступа: корпоративные документы, архивы проектов, медиатеки, а также хранение видео с камер наблюдения. Настройка проще, чем в SAN, а прирост стоимости по сравнению с DAS небольшой, но при этом появляется совместный доступ через сеть. Подробнее о том, чем файловый сервер отличается от специализированного NAS и когда стоит выбирать RAID-массив под каждый вариант, читайте в материале файловый сервер или NAS.

Для NAS-задач важно число дисковых отсеков: чем больше пользователей и объем данных, тем больше дисков нужно для баланса емкости и производительности. Серверные платформы с расширенной корзиной отсеков закрывают эту потребность лучше, чем компактные корпуса, рассчитанные на пару дисков. Стоит заранее закладывать запас отсеков под рост архива: докупать диски в существующий корпус проще и дешевле, чем менять платформу целиком через год-два после запуска.

SAN: сеть хранения данных для высоких нагрузок

SAN (Storage Area Network) это выделенная сеть хранения с блочным доступом к данным по протоколам iSCSI или Fibre Channel. В отличие от NAS, где сервер видит файлы и папки, в SAN сервер видит том хранилища как собственный локальный диск и сам управляет файловой системой на нем. Это дает более высокую производительность и гибкость на уровне блочного ввода-вывода, а также позволяет переносить тома между серверами без копирования файлов, что критично для отказоустойчивых кластеров и живой миграции виртуальных машин.

Для каких задач нужен SAN

SAN незаменим там, где нужна высокая производительность и масштаб: кластеры баз данных, виртуализация с десятками виртуальных машин, среды с требованием высокой доступности. Несколько серверов могут одновременно обращаться к общему пулу хранения, что критично для отказоустойчивых кластеров: если один узел выходит из строя, второй продолжает работу с теми же томами без потери данных.

Оборотная сторона SAN это стоимость и сложность: нужна выделенная сеть (Fibre Channel коммутаторы или отдельный iSCSI-сегмент), более серьезное администрирование и, как правило, более дорогие компоненты по сравнению с DAS или NAS. Разворачивать SAN под задачу одного файлового сервера обычно избыточно, такую архитектуру стоит закладывать, только если рост нагрузки на виртуализацию или базы данных уже подтвержден бизнесом.

RAID и дисковые отсеки: общий знаменатель для всех трех архитектур

Независимо от архитектуры, DAS, NAS или SAN, диски внутри хранилища почти всегда объединяют в RAID-массив. Это дает отказоустойчивость при выходе диска из строя и прирост скорости чтения и записи в зависимости от выбранного уровня. Выбор уровня RAID зависит от приоритета: надежность, скорость или полезный объем. Разобраться, какой уровень массива подойдет под конкретную нагрузку, поможет статья RAID: какой уровень массива выбрать.

Отдельный вопрос это выбор самого RAID-контроллера, особенно если хранилище растет и нужен аппаратный контроллер с кэшем и поддержкой батареи. Разница между программным и аппаратным RAID и критерии выбора описаны в материале как выбрать RAID-контроллер.

Сравнение DAS, NAS и SAN

Как выбрать хранилище под задачу

• Если данные нужны только одному серверу и важна низкая задержка: берите DAS с дисковой полкой по SAS.
• Если нужен общий доступ к файлам для сотрудников или хранение архивов и видео: выбирайте NAS с файловыми протоколами SMB или NFS.
• Если стоит задача виртуализации, кластера баз данных или высокой доступности для нескольких серверов: нужен SAN с блочным доступом по iSCSI или Fibre Channel.
• Оценивайте не только текущий объем данных, но и рост нагрузки: миграция с DAS на NAS или SAN проще при изначально грамотно подобранной платформе с запасом отсеков.
• Уровень RAID и тип контроллера выбирайте отдельно под каждую архитектуру, исходя из приоритета между скоростью, надежностью и полезным объемом.

Huananzhi.ru официальный дистрибьютор HUANANZHI в России и подбирает системы хранения данных под конкретный объем, бюджет и архитектуру: DAS, NAS или SAN. На все комплектующие действует гарантия, доставка выполняется по всей России. Свяжитесь с нами, чтобы собрать СХД под вашу задачу.

Автор статьи