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리눅스

(번역) Network-attached storage

by 다움위키 2025. 3. 5.

원문 보기: https://dawoum.duckdns.org/wiki/Network-attached_storage

 

Original article: w:Network-attached storage

 

Network-attached storage (NAS)는 컴퓨터 네트워크에 연결된 파일-수준 컴퓨터 데이터 스토리지 서버로, 이기종 클라이언트의 그룹에 대한 데이터 접근을 제공합니다. 이러한 맥락에서, "NAS"라는 용어는 관련된 기술 및 시스템, 또는 그러한 기능을 위해 구축된 특수 컴퓨터 어플라이언스 장치 (NAS 어플라이언스 또는 NAS 상자)를 참조할 수 있습니다. NAS는 블록-수준 스토리지 영역 네트워크 (SAN)와 대조됩니다.

Overview

NAS 장치는 하드웨어, 소프트웨어, 또는 구성에 의해 파일을 제공하도록 최적화됩니다. 그것은 종종 컴퓨터 어플라이언스–특수 목적-제작 컴퓨터–로 제조됩니다. NAS 시스템은 하나 이상의 스토리지 드라이브를 포함하는 네트워크 어플라이언스이며, 종종 논리적이고 중복된 스토리지 컨테이너 또는 RAID로 배열됩니다. 네트워크-부축 스토리지는 전형적으로 NFS, SMB, 또는 AFP와 같은 네트워크 파일 공유 프로토콜을 사용하여 파일에 대한 접근을 제공합니다. 1990년대 중반부터, NAS 장치는 여러 컴퓨터 사이에 파일을 공유하는 편리한 방법으로 인기를 얻기 시작했고, 마찬가지로 네트워크의 다른 서버에서 파일 제공의 책임을 제거하기 시작했습니다; 그렇게 함으로써, NAS는 일반적인-목적 서버를 사용하여 파일을 제공하는 것과 대조적으로 더 빠른 데이터 접근, 더 쉬운 관리, 및 간단한 구성을 제공할 수 있습니다.

NAS와 함께 목적-제작 하드 디스크 드라이브가 있으며, 이는 비-NAS 드라이브와 기능적으로 유사하지만 NAS 구현에 자주 사용되는 기술, RAID 어레이에 사용하기에 더 적합한 펌웨어, 진동 공차 또는 전력 소실이 다른 펌웨어, 진동 공차 또는 전력 소실을 가질 수 있습니다. 예를 들어, 일부 NAS 버전의 드라이브는 확장 오류 복구를 비활성화되도록 허용하기 위해 명령 확장을 지원합니다. 비-RAID 응용 프로그램에서, 디스크 드라이브가 심지어 몇 초가 걸리더라도 문제-있는 스토리지 블록을 성공적으로 읽을 수 있도록 큰 길이로 이동하는 것이 중요할 수 있습니다. 적절하게 구성된 RAID 어레이에서, 단일 드라이브의 단일 불량 블록은 RAID 세트를 가로 질러 인코딩된 중복성을 통해 완전하게 복구될 수 있습니다. 만약 드라이브가 광범위한 재시도를 실행하는 데 몇 초를 소비하면 RAID 컨트롤러가 드라이브에 "다운"으로 표시되고, 반면에 데이터 블록에 체크섬 오류가 있다고 즉시 답장하면, RAID 컨트롤러는 오류를 수정하고 어떤 문제없이 계속하기 위해 다른 드라이브의 중복 데이터를 사용합니다.

Description

NAS 장치는 네트워크의 다른 장치에 파일-기반 데이터 스토리지 서비스만 제공하는 네트워크에 연결된 컴퓨터입니다. 비록 NAS 장치에서 다른 소프트웨어를 기술적으로 실행할 수는 있을지라도, 보통 일반적인-목적 서버가 되도록 설계되지는 않습니다. 예를 들어, NAS 장치는 보통 키보드 또는 디스플레이를 가지지 않고, 종종 브라우저를 사용하여 네트워크를 통해 제어되고 구성됩니다.

NAS 장치에는 완전한-기능 운영 시스템이 필요하지 않으므로, 종종 일부-제거된 운영 시스템이 사용됩니다.

NAS 시스템에는 하나 이상의 하드 디스크 드라이브가 포함되어 있으며, 종종 논리적, 중복 스토리지 컨테이너 또는 RAID로 배열됩니다.

NAS는 NFS (UNIX 시스템에서 인기), SMB (서버 메시지 블록) (Microsoft Windows 시스템과 함께 사용), AFP (Apple Macintosh Computers와 함께 사용), 또는 NCP (OES 및 Novell NetWare와 함께 사용)와 같은 파일-기반 프로토콜을 사용합니다. NAS 장치는 클라이언트를 단일 프로토콜로 제한하지 않습니다.

Comparing with DAS

직접-부착 스토리지 (DAS)와 NAS의 주요 차이점은 DAS가 단순히 기존 서버로의 확장이고 반드시 네트워크가 필요하지 않다는 것입니다. 이름에서 알 수 있듯이, DAS는 전형적으로 USB 또는 Thunderbolt 활성화 케이블을 통해 연결됩니다. NAS는 네트워크를 통해 파일을 공유하는 데 쉽고 자체-포함 해결책으로 설계되었습니다.

DAS와 NAS 둘 다는 RAID 또는 클러스터링을 사용함으로써 데이터의 가용성을 잠재적으로 증가시킬 수 있습니다.

NAS와 DAS는 모두 다양한 양의 캐시 메모리를 가질 수 있으며, 이는 성능에 큰 영향을 미칩니다. NAS의 사용을 지역 (비-네트워크) DAS를 사용하는 것을 비교할 때, NAS의 성능은 주로 네트워크의 속도와 혼잡에 달려 있습니다.

NAS는 일반적으로 하드웨어 (CPU, 메모리, 스토리지 구성 요소), 또는 낮은 수준 소프트웨어 (확장, 플러그-인, 추가 프로토콜) 측면에서 사용자-정의될 수 없지만 대부분의 NAS 해결책은 시스템의 더 나은 구성을 구성하기 위해 또는 스토리지 외부의 다른 기능 (예를 들어, 비디오 감시, 가상화, 미디어 등)을 포함하기 위해 광범위한 소프트웨어 응용 프로그램을 설치하는 옵션을 포함합니다. DAS는 전형적으로 데이터 저장소에만 초점을 맞추지만 특정 공급-업체 옵션을 기반으로 기능을 사용할 수 있습니다.

Comparing with SAN

NAS는 스토리지와 파일 시스템을 모두 제공합니다. 이것은 종종 블록-기반 스토리지만 제공하고 파일 시스템 문제를 "클라이언트" 측면에서 남겨두는 SAN (스토리지 영역 네트워크)과의 참이점입니다. SAN 프로토콜은 광섬유 채널, iSCSI, ATA over Ethernet (AoE), 및 HyperSCSI를 포함합니다.

NAS와 SAN 사이의 차이점을 느슨하게 개념화하는 한 가지 방법은 NAS는 파일 서버 (클라이언트가 네트워크 드라이브를 해당 서버의 공유에 매핑할 수 있음)로 클라이언트 (운영 시스템)에 나타나지만 SAN을 통해 사용 가능한 디스크는 여전히 디스크로 클라이언트 OS에 나타나고, (클라이언트의 지역 디스크와 함께) 디스크와 볼륨 관리 유틸리티에서 보이고, 파일 시스템으로 포맷되고 마운트되어 사용할 수 있습니다.

그것들의 차이점에도 불구하고, SAN과 NOS는 독점적으로 배타적이지 않고 SAN-NAS 하이브리드로 결합될 수 있으며, 같은 시스템에서 파일-수준 프로토콜 (NAS)과 블록-수준 프로토콜 (SAN)을 모두 제공할 수 있습니다. 공유 디스크 파일 시스템은 파일-시스템 서비스를 제공하기 위해 SAN의 꼭대기에서 실행될 수도 있습니다.

History

1980년대 초, 뉴캐슬 대학교에서 브라이언 랜델과 그의 동료들에 의해 "뉴캐슬 커넥션"은 일련의 UNIX 시스템에서 원격 파일 접근을 시연하고 개발했습니다. 노벨의 NetWare 서버 운영 시스템과 NCP 프로토콜이 1983년에 출시되었습니다. 뉴캐슬 커넥션에 이어, 썬 마이크로시스템즈의 1984년 NFS의 출시는 네트워크 서버에게 네트워크에 연결된 클라이언트와 스토리지 공간을 공유하도록 허용했습니다. 3Com과 Microsof는 이 새로운 시장을 개척하기 위해 LAN Manager 소프트웨어와 프로토콜을 개발했습니다. 3Com의 3Server와 3+Share 소프트웨어는 열린 시스템 서버를 위한 최초의 목적-구축 서버 (독점 하드웨어, 소프트웨어, 및 다중 디스크를 포함)였습니다.

Novell, IBM, Sun에서 파일 서버의 성공에 영감을 받아, 여러 회사가 전용 파일 서버를 개발했습니다. 3Com은 데스크톱 운영 시스템에 대해 전용 NAS를 최초로 구축한 회사 중 하나이지만, Auspex Systems는 UNIX 시장에서 사용하기 위한 전용 NFS 서버를 최초로 개발한 회사 중 하나였습니다. 1990년대 초 Auspex 엔지니어 그룹이 분리되어 Windows SMB와 UNIX NFS 프로토콜을 모두 지원하고 뛰어난 확장성과 배포의 용이성을 가졌던 통합 NetApp FAS를 만들었습니다. 이것이 현재 NetApp과 EMC Celerra에 의해 주도되는 독점 NAS 장치에 대한 시장의 시작이었습니다.

2000년대 초반부터, 클러스터형 NAS의 형태에서 단일 파일러 솔루션의 대안적인 솔루션으로 제공하는 스타트업이 잇따라 등장했습니다  – Spinnaker Networks (2004년 2월 NetApp에 의해 인수), Exanet (2010년 2월 Dell에 의해 인수), Gluster (2011년 RedHat에 의해 인수), ONStor (2009년 LSI에 의해 인수), IBRIX (HP에 의해 인수), Isilon (2010년 11월 EMC에 의해 인수), PolyServe (2007년 HP에 의해 인수), 및 Panasas 등이 그 중 몇 가지 예시입니다.

2009년에, NAS 공급업체 (특히 CTERA 네트워크 및 Netgear)는 온라인 재해 복구를 위해 그들의 NAS 어플라이언스에 통합된 온라인 백업 솔루션을 도입하기 시작했습니다.

2021년까지, 세 가지 주요 유형의 NAS 솔루션이 제공됩니다 (모두 하이브리드 클라우드 모델로, 여기서 데이터는 NAS의 온-프레미스와 별도의 NAS 또는 공용 클라우드 서비스 제공업체를 통해 오프 사이트에 모두 저장될 수 있습니다). 첫 번째 유형의 NAS는 전형적으로 1~5개의 핫 플러그 하드 드라이브를 지원하는 낮은-비용 옵션으로 소비자의 요구에 초점을 맞춥니다. 두 번째는 중소기업에 초점을 맞춘 NAS 솔루션입니다 – 이들 NAS 솔루션은 2~24개 정도의 하드 드라이브를 가지고 전형적으로 타워형 또는 랙-마운트 폼 팩터로 제공했습니다. 가격은 프로세서, 구성 요소, 및 지원되는 전반적인 기능에 따라 크게 달라질 수 있습니다. 마지막 유형은 기업이나 대기업을 대상으로 하고 고급 소프트웨어 기능을 제공했습니다. NAS 솔루션은 전형적으로 하드 드라이브가 설치되지 않은 상태로 판매되기 때문에 구매자 (또는 IT 부서)가 하드 드라이브 비용, 크기, 품질을 선택할 수 있습니다.

Implementation

제조업체가 NAS 장치를 만드는 방식은 세 가지 유형으로 분류될 수 있습니다:

  1. 컴퓨터-기반 NAS – 전형적으로 인텔 또는 AMD 프로세서를 갖는 컴퓨터 (서버 수준 또는 개인용 컴퓨터)를 사용하여, FTP/SMB/AFP... 소프트웨어 서버를 설치합니다. 이 NAS 유형의 전력 소비량은 가장 크지만, 기능은 가장 강력합니다. Synology, QNAP systems, 및 Asus와 같은 일부 대형 NAS 제조업체는 이들 유형의 장치를 제조합니다. 최대 FTP 처리 속력은 컴퓨터 CPU와 RAM의 용량에 따라 다릅니다.
  2. 임베디드-시스템-기반 NAS – ARM-기반 또는 MIPS-기반 프로세서 아키텍처와 실시간 운영 시스템 (RTOS) 또는 임베디드 운영 시스템을 사용하여 NAS 서버를 실행합니다. 이 NAS 유형의 전력 소비량은 적정하고, NAS에서 기능은 대부분의 최종 사용자 요구 사항에 맞출 수 있습니다. Marvell, Oxford, 및 Storlink가 이 유형의 NAS에 대한 칩셋을 제조합니다. 최대 FTP 처리량은 20MB/s에서 120MB/s까지 다양합니다.
  3. ASIC-기반 NAS – 하드웨어를 TCP/IP와 파일 시스템을 구현하기 위해 사용하여 단일 ASIC 칩의 사용을 통해 NAS를 프로비저닝합니다. 모든 성능-관련 연산이 하드웨어 가속 회로에 의해 수행되므로 칩에 OS가 없습니다. 이 NAS 유형은 SMB와 FTP만 지원하도록 기능이 제한되어 있기 때문에 전력 소비량이 적습니다. LayerWalker는 이 유형의 NAS를 위한 유일한 칩셋 제조업체입니다. 최대 FTP 처리량은 40MB/s입니다.

Uses

NAS는 대량의 데이터를 갖는 환경에서 클라이언트 컴퓨터에 제공되는 일반적인 중앙 집중식 스토리지 이상의 용도로 유용합니다. NAS는 스토리지 서비스를 제공함으로써 로드-밸런싱, 내결함성 이메일, 및 웹 서버 시스템과 같은 보다 간단하고 저렴한 시스템을 구현할 수 있습니다. NAS에 대해 잠재적인 신흥 시장은 대량의 멀티미디어 데이터가 있는 소비자 시장입니다. 그러한 소비자 시장 어플라이언스는 이제 공통적으로 사용할 수 있습니다. 랙-마운트형 제품과는 달리, 그것들은 일반적으로 더 작은 폼 팩터로 패키징되어 있습니다. NAS 어플라이언스의 가격은 최근 몇 년 동안 급격히 하락하여, 정규 USB 또는 FireWire 외장 하드 디스크의 비용보다 조금 더 저렴한 가격으로 가정용 소비자 시장에 유연한 네트워크-기반 스토리지를 제공하고 있습니다. 이들 가정용 소비자 기기의 대부분은 임베디드 리눅스 운영 시스템을 실행하는 ARM, x86, 또는 MIPS 프로세서를 기반으로 구축됩니다.

특수-목적 백업 어플라이언스 (PBBA)는 백업 데이터를 저장하기 위한 NAS의 일종입니다. PBBA는 전형적으로 데이터 중복-제거, 압축, RAID 6 또는 기타 중복 하드웨어 구성 요소, 및 자동화된 유지 관리 기능을 포함합니다. PBBA는 백업 및 재해 복구 어플라이언스 또는 단순히 백업 어플라이언스라고도 불립니다.

Examples

Open-source server implementations

Linux와 FreeBSD의 오픈-소스 NAS-지향 배포판이 사용될 수 있습니다. 이것들은 일반 PC 하드웨어에서 쉽게 설정할 수 있도록 설계되었고, 전형적으로 웹 브라우저를 사용하여 구성됩니다.

그것들은 가상 기계, 라이브 CD, 부팅-가능한 USB 플래시 드라이브 (라이브 USB), 또는 마운트된 하드 드라이브 중 하나에서 실행할 수 있습니다. 그것들은 그들 운영 시스템에서 자유롭게 사용할 수 있는 Samba (SMB 데몬), NFS 데몬, 및 FTP 데몬을 실행합니다.

Network-attached secure disks

네트워크-부착 보안 디스크 (NASD)는 비용-효율적인 확장가능한 스토리지 대역폭을 제공하는 것을 목표로 갖는 1997–2001 카네기 멜론 대학교의 연구 프로젝트입니다. NASD는 스토리지 장치에게 클라이언트로 직접 데이터를 전송하도록 허용함으로써 파일 서버 (파일 관리자)의 오버헤드를 줄여줍니다. 파일 관리자의 작업 대부분이 파일 시스템 정책을 디스크에 통합하지 않고도 스토리지 디스크로 오프로드됩니다. 읽기/쓰기와 같은 대부분의 클라이언트 작업은 디스크로 직접 이동합니다; 인증과 같이 빈도가 낮은 작업은 파일 관리자로 이동합니다. 디스크는 고정-크기 블록 대신 가변-길이의 개체를 클라이언트에 전송합니다. 파일 관리자는 클라이언트가 스토리지 개체에 접근할 수 있는 시간 제한 캐시 기능을 제공합니다. 클라이언트에서 디스크로의 파일 접근은 다음과 같은 순서로 이루어집니다:

  1. 클라이언트는 파일 관리자에게 자신을 인증하고 파일 접근을 요청합니다.
  2. 클라이언트가 요청된 파일에 대한 접근 권한을 부여받을 수 있으면, 클라이언트는 NASD 디스크의 네트워크 위치와 해당 기능을 수신합니다.
  3. 클라이언트가 디스크에 처음 접근하면, 그것은 디스크에 대한 보안 통신을 설정하기 위해 시간-제한된 키를 받습니다.
  4. 파일 관리자는 독립적인 채널을 사용하여 대응하는 디스크를 알려줍니다.
  5. 이제부터는, 클라이언트가 받은 기능을 제공함으로써 NASD 디스크에 직접 접근하고 추가 데이터 전송은 파일 관리자를 우회함으로써 네트워크를 통해 이루어집니다.

List of network protocols used to serve NAS

Clustered NAS

Main article: Clustered file system

Clustered NAS는 여러 서버에서 동시에 실행하는 분산 파일 시스템을 사용하는 NAS입니다. 클러스터형 NAS와 기존 NAS 사이의 주요 차이점은 클러스터 노드 또는 스토리지 장치에 걸쳐 데이터와 메타데이터를 배포할 수 있다는 점입니다. 클러스터형 NAS는, 기존 NAS와 마찬가지로, 데이터의 실제 위치와 무관하게 임의의 클러스터 노드에서 파일에 대한 통합 접근을 제공합니다.

 

 

 

 

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