Was ist ein NAS-Server: Verwendungen, Komponenten, Vorteile und Arten

In modernen IT-Operationen ist schneller und zuverlässiger Dateizugriff entscheidend für Zusammenarbeit und Produktivität. Netzwerkangebundene Speicher (NAS) bieten über Standardnetzwerke geteilte Speicherkapazitäten, wodurch Teams Daten zentral speichern, zugreifen und schützen können. Dieser Artikel führt Operationssadministratoren von den Grundlagen bis zu fortgeschrittenen Aspekten bei der Bereitstellung und Verwaltung von NAS in Unternehmensumgebungen.

Was ist NAS?

Ein NAS-Server ist ein dediziertes Speichergerät, das über Ethernet Dateidienste auf Dateiebene bereitstellt. Clients stellen eine Verbindung über Protokolle wie SMB, NFS oder FTP her, um Dateien auf dem NAS-Gerät zu lesen und zu schreiben. Im Gegensatz zu allgemeinen Servern führen NAS-Geräte ein spezialisiertes Betriebssystem aus, das für SpeicherAufgaben und Benutzerverwaltung optimiert ist. Diese Gestaltung ermöglicht effizientes Dateifreigabeverfahren ohne die Overhead-Komponenten eines vollständigen Server-Betriebssystems.

Komponenten eines NAS

Eine stabile NAS-Lösung besteht aus Hardware- und Softwarekomponenten, die für Speicheraufgaben optimiert sind.

Im Kern orchestriert die CPU E/A-Vorgänge. ARM-basierte Prozessoren zeichnen sich in NAS-Systemen mit geringem Energieverbrauch und kleinem Footprint aus, verbrauchen im Leerlauf 4–6 W, während x86-CPU bei Last eine höhere Leistung bei 35–45 W liefern.

RAM dient als Cache. Für fortgeschrittene Dateisysteme wie ZFS mit Deduplizierung wird mindestens 8 GB RAM empfohlen, um die Metadaten-Caching und Durchsatz zu optimieren.

Netzwerkschnittstellen reichen von 1 GbE für Einsteiger-Konfigurationen bis zu 10 GbE oder 25 GbE für io-intensive Workloads; die Wahl wirkt sich auf Durchsatz und Latenz aus.

Die Speichermedien – HDDs oder SSDs – bringen Kapazität und Leistung ins Gleichgewicht. HDD-Arrays erreichen pro Laufwerk maximal 200 IOPS, während voll FLASH-Arrays problemlos über 100 000 IOPS übersteigen. Schließlich verwaltet das NAS-Betriebssystem Dateiservices, Quoten, Snapshots und RAID.

Vorteile und Nachteile von NAS

Vorteile:

NAS vereinfacht den Dateiaustausch zwischen Teams, indem es die Speicherung im Netzwerk zentralisiert. Es verringert den Verwaltungsaufwand und optimiert Backups durch zentrale Snapshots. Im Vergleich zu direkt angebundenem Speicher bietet NAS flexible Client-Zugriffe ohne das Verschieben von Laufwerken.

Nachteile:

Trotzdem kann das Skalieren von NAS über ein paar Dutzend Treiber hinaus die Latenz erhöhen, da sich die Controller-CPU's mit Metadaten-Arbeitslasten beschäftigen müssen. Die Durchsatzrate wird außerdem durch die Netzwerkgeschwindigkeit begrenzt, wodurch NAS weniger geeignet ist für blockbasierte, hochfrequente Handelstätigkeiten oder große Datenbanktransaktionsarbeitsschritte.

Hauptanbieter von NAS-Systemen

Mehrere Anbieter dominieren den Unternehmens-NAS-Markt, jeweils mit einzigartigen Stärken und Zielsegmenten.

Unternehmensführer

NetApp steht an erster Stelle mit seinem clusterbasierten ONTAP-Betriebssystem, das FabricPool für die automatisierte Datenschichtung auf Objektspeicher und High-Availability mit zwei Controllern im Petabyte-Bereich bietet.

Dell Technologies folgt mit PowerScale (früher Isilon) und ScaleIO, wobei mehrprotokolllige Unterstützung und nahtlose Skalierung von Dateiservices für große Datenlakes geleistet wird.

Hewlett Packard Enterprise-Familie StoreEasy läuft auf Windows Storage Server und ist eng mit Active Directory und SMB3-Verschlüsselung für sichere Dateifreigaben integriert.

IBM Spectrum NAS bietet skalierbares NAS auf Kommodity-Servern, mit Unterstützung für parallele Dateisysteme für hohe Durchsatzkapazitäten und Kapazitätserweiterung ohne Datenauslagerung.

Cisco bietet NAS über seine NSS- und MDS-Linien an, wobei die Integration mit UCS-Servern und Nexus-Schaltern für konvergente Rechenzentrum-Architekturen betont wird.

Hyperscale- und OEM-Lösungen

Huawei OceanStor Dorado NAS skaliert von drei auf 288 Knoten mit einem einzigen globalen Namespace und bietet voll-flash-basierte Leistung sowie multiprotokollgeteilt für Unternehmensworkloads.

Lenovo ThinkSystem DM- und DG-Reihe kombinieren hybride und reine Flash-Arrays zu einheitlichen SAN/NAS-Plattformen, mit Skalierbarkeit bis zu 57 PB inklusive Tiering und Cloud-Integration.

Western Digital’s Red Pro HDDs und WD NAS-Systeme konzentrieren sich auf große Kapazität und Zuverlässigkeit für kreative und SMB-Umgebungen, unterstützt durch neu entwickelte künstliche-Intelligenz-basierte Speicherservices.

Pure Storage FlashBlade richtet sich auf unstrukturierte Datenaufgaben mit voll-flash-basierter, skalierbarer NAS und integrierter Datendekompression aus.

SMB und Open-Source

Synology’s DiskStation Manager (DSM) zeichnet sich im Bereich SMB durch den Virtual Machine Manager, Btrfs-Snapshots und zertifizierte 10/25 GbE-Unterstützung für Virtualisierungsspeicher aus.

QNAP bietet Enterprise ZFS NAS mit Intel Xeon-Prozessoren, doppelt aktiven Controllern und tiefer Integration für Medien- und Virtualisierungsaufgaben an.

TrueNAS SCALE bringt OpenZFS-basierte, Linux-Container-Unterstützung und Kubernetes CSI-Treiber auf Standardhardware, wodurch eine durch Software definierte, skalierbare NAS-Lösung für DevOps-Umgebungen ermöglicht wird.

Wie wählt man ein NAS für sein Unternehmen aus?

Die Auswahl einer NAS-Lösung erfordert die Angleichung von Funktionen an betriebliche Anforderungen. Nehmen Sie die folgenden Kriterien in Betracht:

• Kapazität und Skalierbarkeit: Evaluiere die Anzahl der Laufwerksbuchsen, Erweiterungschassis und clusterbasierte Scale-out-Optionen, um Bedarf im Petabyte-Bereich ohne Leistungsabnahme zu unterstützen.

• Leistung: Passe die CPU-Architektur (ARM für leichte Aufgaben; x86 oder mehrkerniger Xeon für hohe IOPS) sowie RAM für den Cache und die Netzwerkgeschwindigkeit (10 GbE im Vergleich zu 25 GbE) den Workload-Profilen an.

• Protokollunterstützung: Stelle sicher, dass Unterstützung für SMB3 mit Verschlüsselung, NFSv4.2, iSCSI und S3-API besteht, falls Zugriff auf Objektspeicher benötigt wird.

• Integration: Bestätige die Kompatibilität mit LDAP/Active Directory, virtuellen Umgebungen, Kubernetes CSI-Treibern und Hybrid-Cloud-Sync-Diensten.

• Redundanz und Verfügbarkeit: Suche nach doppelten Controllern, Failover-Clustering, Löschen von Codes und RAID-Optionen, um die Betriebszeit sicherzustellen.

• Gesamtkosten der Inbetriebnahme (TCO): Berücksichtigen Sie den Stromverbrauch pro TB, den Rackraum, die Lizenzierung und die Supportverträge für eine genaue Kostenschätzung über die Lebensdauer.

Typische Enterprise-NAS-Anwendungsfälle

Unternehmen nutzen NAS für verschiedene Workloads:

In der Gesundheitsversorgung speichert NAS HIPAA-konforme DICOM-Bilder mit Audit-Trail und Verschlüsselung.

Medien- und Unterhaltungs-unternehmen nutzen NAS-Cluster über 100-GbE-Netze, um die Bearbeitung von 4K-Videos durch paralleles Streaming von All-Flash-Arrays um bis zu 40 % zu beschleunigen.

Globale Dateifreigabe zwischen Niederlassungen basiert auf NAS-Replikation und -Sicherungsrichtlinien für einen niedrigen Zugriffsverzerrer und Katastrophenschutz.

Sekundäre Backup-Ziele auf dem NAS ergänzen SAN-Backups, vereinfachen die Wiederherstellungstests und verringern die Belastung des primären Speichers.

Daten Speicherung Vergleichsanalyse

NAS vs. DAS

DAS verbindet Speicher direkt mit einem Host. Es bietet extrem geringe Latenz und Spitzen-IOPS, dient jedoch nur einer Maschine. NAS führt Netzwerkoverhead ein, ermöglicht jedoch den Zugriff mehrerer Clients, ohne dass die Laufwerke physisch verschoben werden müssen.

NAS vs. SAN

SAN verwendet Fibre Channel oder iSCSI für den blockorientierten Zugriff und liefert hohe Leistung für Datenbanken. NAS konzentriert sich auf dateizentrierte Workflows über TCP/IP und ist ideal für allgemeine Dateidienste, hat jedoch höhere Latenz als SAN.

Dateiserver vs. NAS

Ein allgemeiner Dateiserver führt ein vollständiges Betriebssystem mit Dateifreigabeeinstellungen aus. NAS-Geräte bieten dedizierte, optimierte Dateidienste mit geringerem Energieverbrauch und vereinfachter Verwaltung, wobei Flexibilität in der Anwendungshosting zugunsten von Leistung und Zuverlässigkeit eingeschränkt wird.

Entstehende Trends von NAS

Modernes NAS entwickelt sich weiter mit neuen Technologien:

NVMe über TCP (NVMe/TCP) ermöglicht Latenzen unter einer Millisekunde für AI/ML-Arbeitslasten, indem es NVMe-Befehle über Ethernet kapselt und somit den Bedarf an RDMA-Netzwerken vermeidet.

Cloud-native NAS-Dienste wie AWS FSx und Azure NetApp Files bieten verwaltete SMB/NFS-Shares mit hybrider Konnektivität, skalieren elastisch und verringern die Wartung von lokal installierter Hardware.

KI-gestützte Optimierung integriert maschinelles Lernen in die NAS-Verwaltung, um die Kapazitätswachstumsvorhersage zu ermöglichen, Workloads umzubalancieren und Ebenenrichtlinien für Kosteneffizienz zu optimieren.

Wie macht man eine NAS-Sicherung mit Vinchin?

Mit einer festen NAS-Strategie anstatt ist der nächste Schritt, sichergehen zu können, dass Ihre Daten geschützt bleiben. Da kommt Vinchin ins Spiel – eine professionelle, unternehmensgrade Dateisicherungslösung, die die meisten gängigen Speicherumgebungen unterstützt, einschließlich NAS, Windows/Linux-Dateiserver und S3-Objektspeicher. Da dieser Artikel sich auf NAS konzentriert, steht die Unterstützung von Vinchin für NAS ganz oben in unserer Beschreibung.

Vinchin setzt eigene Dateisicherungstechnologien ein – gleichzeitiges Scannen und Datenübertragen sowie zusammengeführte Dateiübertragung – um Sicherungsgeschwindigkeiten zu erreichen, die deutlich über denen anderer Anbieter liegen. Diese Innovationen verkleinern die Sicherungszeitfenster und minimieren den Einfluss auf die Produktionssysteme. Ihre Dateischutzfunktionen umfassen Cloud-Sicherung, Bandarchivierung, vollständige und inkrementelle Sicherungen, geplante Sicherungen, Datendecompression mit Deduplizierung usw.

Die Webkonsole ist äußerst einfach und benutzerfreundlich. Sichern von NAS-Dateien erfolgt nach einem klaren Vier-Schritte-Arbeitsablauf:

1. Wählen Sie die zu sichernden Dateien auf Ihrem NAS

2. Wählen Sie die SicherungsSpeicher aus

3. Definiere die Backup-Strategien

4. Stelle den Job ein

Tausende von Organisationen weltweit vertrauen Vinchin aufgrund seiner Zuverlässigkeit und Leistung. Testen Sie alle Funktionen 60 Tage kostenlos und erfahren Sie, warum Kunden uns so hoch bewerten.

Häufig gestellte Fragen zur NAS-Verwendung

F1: Wie gewährleistet NAS die Datenintegrität?
A1: NAS-Geräte verwenden oft Dateisysteme wie ZFS oder Btrfs mit Prüfsummen, RAID-Überprüfung und Selbstreparatur, um stille Datenverfälschungen zu erkennen und zu korrigieren.

Frage 2: Welche sind die besten Methoden für NAS-Sicherheit?
Antwort 2: Isolieren Sie NAS auf VLANs, aktivieren Sie AES-256-Verschlüsselung beim Übertragungs- und Ruhezustand, erzwingen Sie MFA auf den Verwaltungskonsolen und überprüfen Sie die Zugriffsprotokolle regelmäßig.

F3: Wie implementiere ich die 3-2-1-Backup-Regel für NAS?
A3: Halte drei Kopien (Haupt-NAS + lokales Backup + externes Backup), verwende zwei verschiedene Speichermedien und speichere eine Kopie extern oder in der Cloud.

Schlussfolgerung

NAS bleibt ein grundlegender Bestandteil des Unternehmensspeichers und bietet eine effiziente Kombination aus Kosten, Leistung und Verwaltungseinfachheit. Mit wachsenden Datendurchsatzanforderungen müssen Administratoren CPU- und Netzwerk-Spezifikationen, Redundanzoptionen und die Integration in virtuelle und Cloud-Umgebungen bewerten. Schwellende Trends wie NVMe/TCP und künstlich-intelligenzgestützte Kapazitätsplanung verbessern die NAS-Fähigkeiten weiter. Robuste Sicherungsstrategien – ergänzt durch Lösungen wie Vinchin – gewährleisten die Datenfestigkeit bei Ausfällen und Bedrohungen. Durch den Fokus auf Skalierbarkeit, Sicherheit und automatisierte Workflows können Organisationen NAS-Infrastrukturen bereitstellen, die sowohl aktuellen Anforderungen als auch zukünftigen Herausforderungen gerecht werden.