NASサーバーとは何か：用途、構成要素、利点、および種類

現代のIT運用において、迅速かつ信頼性の高いファイルアクセスは、コラボレーションと生産性において不可欠です。ネットワーク接続ストレージ（NAS）は標準ネットワーク経由で共有ストレージを提供し、チームがデータを中央で保管、アクセスおよび保護できるようにします。この記事では、運用管理者に向けて、基本概念から企業環境でのNAS導入および管理に関する高度な考慮事項までをガイドします。

NASとは何ですか？

NASサーバーとは、イーサネット経由でファイルレベルのデータサービスを提供する専用ストレージ装置です。クライアントはSMB、NFS、またはFTPなどのプロトコルを通じてNASデバイスに保存されたファイルの読み書きを行います。汎用サーバーとは異なり、NAS装置はストレージタスクやユーザー管理に最適化された専用のオペレーティングシステムを搭載しています。この設計により、フルサーバーOSのオーバーヘッドなしで効率的なファイル共有を実現します。

NASの構成要素

強力なNASソリューションは、ストレージワークロード向けに調整されたハードウェアおよびソフトウェア層で構成されています。

CPUは本質的にI/O操作を統括します。ARMベースのプロセッサは、低消費電力・小型のNASに適しており、アイドル時の消費電力は4～6Wですが、x86 CPUは負荷時において35～45Wの消費電力で高いパフォーマンスを発揮します。

RAMはキャッシュとして機能します。ZFSなどの高度なファイルシステムで重複排除を活用する場合、メタデータのキャッシュとスループットを最適化するため、最低8GBのRAMを推奨します。

ネットワークインターフェースは、エントリーレベルの構成向けの1GbEから、I/Oが頻繁に行われるワークロード向けの10GbEまたは25GbEまで幅広くあります。この選択はスループットとレイテンシーの両方に影響を与えます。

ストレージ媒体（HDDまたはSSD）は、容量と性能のバランスを取っています。HDDの配列では、ドライブあたり最大200 IOPSまでに留まりますが、全フラッシュ配列では簡単に100 000 IOPSを超えることができます。最後に、NASのオペレーティングシステムがファイルサービスやクォータ、スナップショット、RAIDを管理します。

NASの利点と欠点

利点:

NASはネットワーク上のストレージを中央集約することで、チーム間のファイル共有を簡素化します。また、集中管理されたスナップショットを通じて管理負荷を軽減し、バックアップを効率化します。直結型ストレージと比較して、ドライブを移動させることなく柔軟なクライアントアクセスを提供します。

欠点：

ただし、NASを数十台のドライブ以上にスケールアウトすると、コントローラーのCPUがメタデータのワークロードに対処する必要があり、レイテンシーが増加する可能性があります。また、スループットはネットワーク速度によっても制限されるため、ブロックレベルの高頻度取引や大規模データベースのトランザクション処理などのワークロードにはNASは適していません。

主要NASベンダー

いくつかのベンダーがエンタープライズNAS市場をリードしており、それぞれに特長とターゲットセグメントがあります。

企業リーダー

NetApp は、クラスタ化されたONTAP OSを提供し、オブジェクトストレージへの自動データ階層化のためのFabricPoolや、ペタスケールでのデュアルコントローラーの高可用性を実現しており、リストのトップに立ちました。

Dell Technologies はPowerScale（旧称Isilon）およびScaleIOを展開し、大規模なデータレイク向けにマルチプロトコルサポートとシームレスなスケールアウトファイルサービスを提供しています。

Hewlett Packard EnterpriseのStoreEasyファミリーは、Windows Storage Server上で動作し、セキュアなファイル共有を実現するActive DirectoryおよびSMB3暗号化と緊密に統合されています。

IBM Spectrum NAS は、汎用サーバー上でスケールアウトNASを提供し、データ移行なしに高スループットと容量拡張を実現する並列ファイルシステムをサポートします。

Ciscoは、NSSおよびMDSラインを通じてNASを提供しており、統合データセンターアーキテクチャにおけるUCSサーバーおよびNexusスイッチとの連携を強調しています。

Hyperscale & OEM ソリューション

ファーウェイ OceanStor Dorado NAS は、3台から288台までスケールし、シングルグローバルネームスペースでオールフラッシュ性能とマルチプロトコル共有を提供し、エンタープライズワークロードに最適です。

Lenovo ThinkSystem DMおよびDGシリーズは、ハイブリッドおよびオールフラッシュアレイを統合されたSAN/NASプラットフォームにまとめ、階層化とクラウド統合により最大57 PBまでスケーラブルです。

Western DigitalのRed Pro HDDおよびWD NASシステムは、高容量および信頼性に重点を置き、創造的な業務および中小企業向けの環境を、新興のAI駆動型ストレージサービスでサポートします。

Pure Storage FlashBlade は、フラッシュ搭載のスケールアウトNASと組み込み型のデータ削減機能により、非構造化データのワークロードを対象としています。

SMBおよびオープンソース

SynologyのDiskStation Manager (DSM) は、SMB分野でVirtual Machine ManagerやBtrfsスナップショット、および仮想化ストレージ向けに認定された10/25GbEサポートを備えており、その実力を発揮します。

QNAP は、Intel Xeon プロセッサー搭載、デュアルアクティブコントローラー、メディアおよび仮想化ワークロードのためのディープインテグレーションを備えたエンタープライズZFS NASを提供しています。

TrueNAS SCALE は、OpenZFSベースの機能、Linuxコンテナのサポート、およびKubernetes CSIドライバを汎用ハードウェアに提供し、DevOps環境向けのソフトウェア定義スケールアウトNASを実現します。

ビジネス向けNASの選び方

NASソリューションの選定には、機能と運用要件の整合性が重要です。以下の基準を検討してください:

• 容量とスケーラビリティ: ドライブベイ数、拡張シャーシ、クラスタ化されたスケールアウトオプションを評価し、パフォーマンスの低下なしにペタバイト規模のニーズをサポートできるか確認してください。

• パフォーマンス：ワークロードプロファイルに合わせて、CPUアーキテクチャ（軽作業にはARM、高IOPSにはx86またはマルチコアXeon）、キャッシュ用RAM、ネットワーク速度（10GbE対25GbE）をマッチさせます。

• プロトコルのサポート: オブジェクトストレージへのアクセスが必要な場合は、暗号化対応SMB3、NFSv4.2、iSCSI、およびS3 APIをサポートする必要があります。

• 統合: LDAP/Active Directory、仮想環境、Kubernetes CSIドライバ、ハイブリッドクラウド同期サービスとの互換性を確認してください。

• 冗長性と可用性： システムの稼働時間を保証するために、デュアルコントローラー、フェールオーバークラスタリング、イレージャコーディング、RAIDオプションを確認してください。

• 総所有コスト（TCO）: 電力消費、ラックスペース、ライセンス、サポート契約をTBあたりで考慮し、正確な生涯コストを算出してください。

典型的企業NASユースケース

企業は多様なワークロードにNASを活用します：

医療において、NASは監査証跡および暗号化により、HIPAA準拠のDICOM画像を保存します。

メディアおよびエンターテインメント分野の企業は、オールフラッシュアレイからの並列ストリーミングにより4Kビデオ編集を最大40％高速化するために、100GbEファブリック上のNASクラスターを使用しています。

グローバルでのファイル共有は、NASのレプリケーションおよびスナップショットポリシーに依存しており、低遅延でのアクセスとディザスタリカバリを実現します。

セカンダリのバックアップ対象としてのNASはSANバックアップを補完し、復旧テストの簡素化とプライマリストレージの負荷軽減を実現します。

データストレージ比較分析

NAS対DAS

DASはストレージをホストに直接接続します。非常に低い遅延とピークIOPSを提供しますが、1台のマシンだけにサービスします。NASはネットワークオーバーヘッドを追加しますが、ドライブを物理的に移動させることなく複数クライアントアクセスを可能にします。

NASとSANの比較

SANはFibre ChannelまたはiSCSIを使用してブロックレベルのアクセスを提供し、データベースに高いパフォーマンスを実現します。一方、NASはTCP/IP上でファイル中心のワークフローに焦点を当てており、一般的なファイルサービスに最適ですが、SANよりも遅延が大きくなります。

ファイルサーバー対NAS

汎用ファイルサーバーは、ファイル共有の役割を持つ完全なOSを実行します。NASアプライアンスは、専用で最適化されたファイルサービスを提供し、消費電力を抑えながら簡易な管理を実現しますが、アプリケーションのホスティング機能は制限され、性能と信頼性に重点が置かれます。

NASの新興トレンド

現代のNASは新しい技術と共に進化し続けています：

NVMe over TCP (NVMe/TCP) はイーサネット上でNVMeコマンドをカプセル化することにより、AI/MLワークロードに対してサブミリ秒の遅延を実現し、RDMAファブリックを必要としません。

クラウドネイティブNAS サービスであるAWS FSxやAzure NetApp Filesは、ハイブリッド接続機能を備えた管理型SMB／NFS共有を提供し、オンプレミスのハードウェア保守を削減しながら弾力的にスケーリングします。

AI主導の最適化は、マシンラーニングをNAS管理に組み込み、容量の増加を予測し、ワークロードを再均衡化し、コスト効率のために階層化ポリシーを最適化します。

NASをVinchinでバックアップする方法

堅実なNAS戦略を整えた後は、次にデータが確実に保護されるようにする必要があります。ここでVinchinの登場です。Vinchinは、NAS、Windows/Linuxファイルサーバー、S3オブジェクトストレージなど、ほとんどの主要なストレージ環境をサポートするプロフェッショナルで企業向けのファイルバックアップソリューションです。この記事ではNASに焦点を当てているため、Vinchinが提供するNASサポートについて優先してご紹介します。

Vinchinは独自のファイルバックアップ技術を採用しています。同時スキャンとデータ転送、および統合ファイル伝送により、他ベンダーよりもはるかに高速なバックアップを実現します。これらのイノベーションにより、バックアップウィンドウを短縮し、業務システムへの影響を最小限に抑えることができます。また、クラウドバックアップ、テープアーカイブ、フルバックアップと増分バックアップ、計画バックアップ、重複排除付きデータ圧縮など、多様なファイル保護機能を備えています。

Webコンソールは非常にシンプルで使いやすいです。 NASファイルのバックアップ は、明確な4ステップのワークフローに従います：

1. バックアップするファイルを選択します

2. バックアップ保存先を選択する

3. バックアップ戦略の定義

4. 仕事の提出

世界中の数千もの組織が、Vinchinの信頼性とパフォーマンスを高く評価しています。60日間すべての機能を無料でお試しください。お客様が当社を高く評価する理由をご体験ください。

NAS利用に関するFAQ

Q1: NASはどのようにしてデータの完全性を保証しますか？
A1: NAS機器は、ZFSやBtrfsなどのチェックサム機能を持つファイルシステムや、RAIDスクラブ、自己修復機能を用いて、データのサイレント破損を検出・修正します。

Q2: NASセキュリティのベストプラクティスは何ですか？
A2: NASをVLAN上で分離し、転送中および保存時のAES-256暗号化を有効にし、管理コンソールでMFAを強制し、アクセスログを定期的に監査します。

Q3：NASで3-2-1のバックアップルールを実装するにはどうすればよいですか？
A3：3つのコピー（プライマリNAS＋ローカルバックアップ＋サイト外のコピー）を保管し、2種類の異なるストレージデバイスを利用し、1つのコピーをサイト外またはクラウドに保存してください。

結論

NASは、コスト、パフォーマンス、管理のしやすさの面で効率的なバランスを提供し、企業ストレージの要であり続けています。データ需要が増加するにつれ、管理者はCPUおよびネットワークの仕様、冗長性のオプション、仮想およびクラウド環境との統合性を検討する必要があります。NVMe/TCPやAIを活用した容量計画などの新興トレンドは、さらにNASの機能を高めています。最後に、強力なバックアップ戦略とVinchinなどのソリューションの組み合わせにより、障害や脅威に対してデータの回復力を確保できます。スケーラビリティ、セキュリティ、自動化されたワークフローを重視することで、企業は現在のニーズと将来の課題の両方に応えるNASインフラを導入できます。