O que é armazenamento NAS?

Network-Attached Storage (NAS) é uma arquitetura de armazenamento em nível de arquivo que facilita o acesso aos dados armazenados para dispositivos em uma rede. NAS é uma das três principais arquiteturas de armazenamento, juntamente com Storage Area Network (SAN) e Direct-Attached Storage (DAS). O armazenamento NAS estabelece um ponto de acesso único ao armazenamento para as redes e conta com recursos incorporados de segurança, gerenciamento e tolerância a falhas.

O NAS pode ser configurado como uma opção de armazenamento pronta para containers. De maneira geral, é uma configuração em que o armazenamento é exposto a um container ou um grupo de containers. Containers são altamente flexíveis e trazem uma escala incrível para a forma como as apps e o armazenamento são oferecidos. 

Hardware

O software de armazenamento pré-configurado é instalado em hardware dedicado. Conhecido como caixa NAS, servidor NAS ou unidade NAS, esse hardware é, basicamente, um servidor que contém discos de armazenamento ou drives, processadores e memória RAM.

Software

As principais diferenças entre o NAS e o armazenamento em servidor de uso geral estão no software. O software de NAS é implantado em um sistema operacional lightweight, geralmente incorporado no hardware. Servidores de uso geral têm sistemas operacionais completos que enviam e recebem milhares de solicitações por segundo, e só algumas delas estão relacionadas ao armazenamento. Por outro lado, uma caixa NAS envia e recebe apenas dois tipos de solicitação: armazenamento de dados e compartilhamento de arquivos.

Protocolos

 

Uma caixa NAS é formatada com protocolos de transferência de dados, maneiras padrão de enviar dados entre dispositivos. Os clientes podem acessar esses protocolos por meio de um switch, que é um servidor central que se conecta a tudo e encaminha solicitações. Os protocolos de transferência de dados possibilitam o acesso aos arquivos de outro computador como se eles fossem seus.

As redes podem executar vários protocolos de transferência de dados, mas dois deles são fundamentais para a maioria das redes: IP e TCP. O protocolo TCP combina dados em pacotes antes de enviá-los por meio de um IP. Imagine os pacotes TCP como arquivos zip compactados e os IPs como endereços de email. Se seus avós não tiverem redes sociais nem acesso à sua nuvem pessoal, será preciso enviar a eles as fotos da sua última viagem por email. Em vez de enviar uma foto de cada vez, você pode juntá-las em um arquivos zip. De forma semelhante, o TCP combina arquivos em pacotes antes de enviá-los entre redes por meio de IPs.

É possível formatar os arquivos transferidos nos protocolos como:

• Sistemas de Arquivos de Rede (NFS): esse protocolo normalmente é usado em sistemas Linux e UNIX. Como um protocolo independente de fornecedor, o NFS funciona em qualquer hardware, sistema operacional ou arquitetura de rede.
• Blocos de Mensagens de Servidores (SMB): a maioria dos sistemas que usam SMB executam Microsoft Windows, onde é conhecido como "Rede do Microsoft Windows". O SMB foi desenvolvido com base no protocolo CIFS. Por isso, também é chamado de protocolo CIFS/SMB.
• Apple Filing Protocol (AFP):protocolo proprietário para dispositivos Apple que executam macOS.

Os dispositivos NAS podem usar unidades de estado sólido (SSDs) para armazenar dados acessados com frequência, aprimorando o desempenho do sistema NAS.

No cache de leitura, esses dados acessados com frequência (dados ativos) são armazenados no cache da SSD, permitindo acesso de leitura mais rápido. Quando um usuário solicita dados, o sistema verifica primeiro o cache da SSD. Quando localizados, os dados são fornecidos da SSD. Esse é um processo mais rápido do que acessar a unidade de disco rígido (HDD).

No cache de gravação, os dados são armazenados primeiro no cache da SSD antes de serem gravados na HDD. Assim, os dados são armazenados na SSD, mais rápida, para acelerar as operações. Mais tarde, os dados são transferidos para a HDD em segundo plano.

O armazenamento em cache na SSD pode combinar o cache de leitura e gravação, usando o cache da SSD para acelerar as operações de leitura e gravação e fornecer melhoria equilibrada ao desempenho geral.

Os dispositivos NAS usam uma variedade de funções de segurança para manter protegido o acesso de diferentes usuários, dados e redes.

Para gerenciar usuários e grupos, os dispositivos NAS permitem que administradores especifiquem as permissões de acesso para cada usuário ou grupo. A integração com o LDAP ou o Microsoft Active Directory (AD) permite o gerenciamento centralizado das permissões e da autenticação de usuários. Além disso, a autenticação de dois fatores (2FA) aprimora a segurança exigindo que os usuários forneçam duas formas de autenticação antes de acessar o NAS.

Para proteger os dados, os dispositivos NAS podem criptografar dados armazenados e usar protocolos como SSL/TLS para criptografar dados durante a transferência. É possível direcionar a criptografia a pastas compartilhadas ou volumes específicos para adicionar mais uma camada de segurança.

Para manter a segurança da rede, firewalls incorporados podem restringir o acesso ao NAS por endereço IP, permitindo que administradores criem regras para permitir ou negar o tráfego. Serviços de VPN podem proteger o acesso remoto ao NAS em conexões criptografadas. Os bloqueios de IP ou localização podem ser usados para bloquear automaticamente endereços IP após a falha em várias tentativas de login ou restringir o acesso com base na localização geográfica.

• Capacidade de escala horizontal: adicionar maior capacidade de armazenamento ao NAS é tão fácil quanto adicionar mais discos rígidos. Não é necessário realizar upgrade nem substituir servidores existentes, e é possível disponibilizar novo armazenamento sem desativar a rede.
• Desempenho: como o NAS é dedicado ao fornecimento de arquivos, outros dispositivos na rede podem deixar de ter essa responsabilidade. Além disso, como o NAS é personalizado para casos de uso específicos (como big data ou armazenamento de multimídia), ele oferece melhor desempenho aos clientes.
• Configuração simples: as arquiteturas de NAS costumam vir com scripts simplificados, ou até mesmo como equipamentos pré-instalados com um sistema operacional otimizado. Isso reduz significativamente o tempo necessário para configurar e gerenciar o sistema.
• Acessibilidade: todos os dispositivos conectados à rede têm acesso ao NAS.
• Tolerância a falhas: é possível formatar o NAS para compatibilidade com discos replicados, Redundant Array of Independent Disks (RAID) ou codificação de apagamento para garantir a integridade dos dados.
• Economia: os dispositivos NAS usados para criar armazenamento em nuvem pessoal costumam ser uma alternativa econômica aos serviços de computação em nuvem  baseados em subscrição.
• Compatibilidade com formatos de arquivos: os dispositivos NAS são compatíveis com vários formatos de mídia e os convertem para reprodução em vários dispositivos. Essa compatibilidade é essencial para quem usa dispositivos NAS principalmente para transmissão de mídia.

Por si só, o NAS não é uma nuvem. As nuvens são ambientes de TI que abstraem, agrupam e compartilham recursos escaláveis em uma rede. O NAS pode ser parte importante de ambientes de nuvem, especialmente quando os provedores de nuvem fornecem armazenamento aos clientes como parte de um acordo de Infraestrutura como Serviço (IaaS).

Storage Area Networks

Um Storage Area Network (SAN) fornece armazenamento em blocos. O armazenamento em blocos divide volumes de armazenamento (como discos rígidos, nós de armazenamento virtuais ou pools de armazenamento em nuvem) em volumes menores, conhecidos como blocos. Cada um desses blocos pode ser formatado com diferentes protocolos. Por exemplo, é possível formatar um bloco para NFS, um para AFP e outro para SMB. Isso dá mais flexibilidade aos usuários, mas também dificulta a navegação pelos blocos, já que eles agrupam os dados usando classificações arbitrárias.

Direct-Attached Storage

O armazenamento Direct-Attached Storage (DAS) é diretamente anexado a um só computador. Como não fica conectado a uma rede, outros dispositivos não conseguem acessá-lo com facilidade. O DAS foi o precursor do NAS. Cada dispositivo DAS é gerenciado separadamente, enquanto uma caixa NAS gerencia tudo. O exemplo mais comum de DAS é o disco rígido de um computador. Para outro computador acessar os arquivos nessa unidade, ela precisa ser fisicamente removida do computador original e conectada ao novo. Ou então, um usuário precisa criar algum tipo de conexão entre os dois dispositivos, deixando menos clara a diferença entre DAS e NAS.

Armazenamento definido por software

O armazenamento definido por software (SDS) é um software de gerenciamento de armazenamento que opera de forma independente do hardware subjacente. Ou seja, é possível instalar SDS em uma caixa NAS, possibilitando que o hardware seja personalizado para cargas de trabalho específicas. Com o SDS instalado, é possível operar o hardware de armazenamento em clusters. Assim, vários servidores podem operar como um único sistema para um propósito específico. Por exemplo, é possível configurar um cluster de servidor para manter pastas NFC/CIFS e diretórios de usuários, e outro como armazenamento em blocos para manter fotos e multimídia. Algumas soluções NAS/SDS podem até mesmo consolidar e fornecer mais de 1 PB de dados em até 30 minutos.

Como as nossas soluções de armazenamento são criadas com base na tecnologia open source, você terá uma equipe de desenvolvedores, parceiros e clientes trabalhando juntos para superar desafios. O Red Hat® OpenShift® Data Foundation (anteriormente chamado de Red Hat OpenShift Container Storage) é uma solução de armazenamento definido por software integrado ao Red Hat OpenShift Container Platform e otimizado para ele. Assim como o OpenShift, é possível executá-lo em ambientes de nuvem pública ou on-premise. O OpenShift Data Foundation é baseado no Red Hat Ceph® Storage e é compatível com:

• Armazenamento em blocos para bancos de dados e sistemas de mensageria.
• Armazenamento de arquivos compartilhado para agregação de dados e integração contínua.
• Armazenamento de objetos para arquivamento, backup e armazenamento de mídia.

O OpenShift Data Foundation gerencia o armazenamento da aplicação, e também registro, geração de logs e métricas para o OpenShift Container Platform.