作者
Stephanie Susnjara
Staff Writer
IBM Think
Ian Smalley
Staff Editor
IBM Think
什么是网络附属存储 (NAS)？
网络附属存储 (NAS) 是集中式服务器，允许多个用户通过 Wi-Fi 或以太网电缆通过 TCP/IP 网络来存储和共享文件。
NAS 有时也称为 NAS 盒子、NAS 单元、NAS 服务器或 NAS 机头。
NAS 提供了一种经济实惠且易于维护的网络存储选项。虽然 NAS 技术已存在数十年，但近年来其采用率有所回升。
Fortune Business Insights 的一份报告估计，到 2023 年，网络附属存储市场的规模为 346.2 亿美元。该研究预计 NAS 市场将从 2024 年的 403.3 亿美元增长到 2032 年的 1295.2 亿美元，在预测期内的复合年增长率 (CAGR) 为 15.7%。对有效存储技术的需求与日常数据的激增息息相关。与传统的私有云存储相比，NAS 的成本效益也推动了市场增长。1
对于企业业务而言，网络附属存储 (NAS) 在促进集中式文件共享、数据备份、应用程序存储、媒体文件管理、远程访问和长期归档方面发挥着关键作用。随着存储海量数据的需求持续增长，存储技术的发展方向是能够集成云 NAS 和本地 NAS 的混合云存储环境。
NAS 的企业用例包括以下内容：
数据保护媒体流协作和文件共享托管虚拟桌面云端集成基于 Web 或服务器的应用程序的测试和开发
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其他 NAS 组件
存储驱动器：硬盘或硬盘驱动器 (HDD)：硬盘驱动器 (HDD) 为 NAS 设备提供存储容量，并且是一种简单的扩展方式。随着数据存储空间需求的增加，用户可以添加额外的硬盘来满足系统需求，这就是所谓的“横向扩展型”NAS。更多的现代系统将闪存与 HDD 一起使用，或作为独立配置使用。NAS 设备的使用情况通常决定了 HDD 的类型。例如，在整个组织内共享大型媒体文件所需的资源要多于单个用户在家中使用文件系统所需的资源。固态硬盘 (SSD)：虽然大多数 NAS 设备采用 HDD 技术，但固态硬盘（SSD，基于半导体的存储设备，通常使用 NAND 闪存来保存持久数据）是速度和高性能的更优选择。
网络：一台或多台联网 NAS 设备通过局域网 (LAN) 或以太网连接到具有分配的 IP 地址的网络。
网络协议：TCP/IP 支持数据传输，但用于数据共享的网络协议可能因客户端类型不同而异。例如，Windows 客户端通常使用服务器消息块 (SMB) 协议，而 Linux 或 UNIX 客户端使用网络文件系统 (NFS) 协议。
中央处理单元 (CPU)：所有 NAS 设备都包含一个 CPU，用于管理文件系统、读取和写入数据以及处理和提供文件。
操作系统：虽然标准操作系统可以处理数千个请求，但 NAS 依赖轻量级操作系统，该操作系统只能处理两种类型的请求，即数据存储和文件共享。
网络接口：NAS 设备依赖通过网络接口进行的网络连接（以太网电缆或 Wi-Fi）。一些 NAS 设备配备 USB 端口，可直接连接台式机、移动设备和其他设备。
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网络附属存储的类型
横向扩展型基于文件的存储 (FBS)
横向扩展型 FBS 或横向扩展型 NAS 是指增加硬盘以扩大存储容量。根据 IDC 的一项研究，41% 的受访者将 40%+ 的应用程序和工作负载部署在数据中心内的横向扩展型 FBS 上。这项研究还表明，与基于文件的公共云服务相比，这种存储系统的工作负载将继续增长。2不过，与其他存储提供商相比，横向扩展型 FBS 的成本尤其吸引人。
NAS 网关
NNAS 网关将 NAS 与 SAN 存储架构相结合，有助于解决传统 NAS 的一些局限性。虽然 NAS 可以通过添加更多硬盘驱动器来进行扩展，但该方法需要将新磁盘引入网络，从而需要在新驱动器上重新映射文件引用。NAS 网关将存储系统分开，可支持各个服务器独立于彼此进行扩展。
企业级 NAS 与小型商业级或消费级 NAS 的对比
无论是在企业级还是小型企业或消费级 NAS 环境中，不同类型的可用 NAS 系统也由其用户群定义。
企业级 NAS
高端 NAS 设备具有足够的磁盘来支持独立磁盘冗余阵列 (RAID) 配置，该配置将多个硬盘驱动器组合在一个 RAID 托架中，可提高性能并在 NAS 驱动器出现故障时保护数据。
小型企业或消费级 NAS
此类 NAS 系统面向需要集中式文件存储的家庭用户，可供多个工作人员可通过路由器、个人电脑和移动设备进行访问。消费级 NAS 还可以作为文件服务器（存储服务器）、打印服务器、备份系统和多媒体服务器运行。360 Research Reports 的一项研究预计，2021 年至 2027 年间，该细分市场在美国的复合年增长率将达到 7.3%。3
NAS、DAS 和 SAN 数据架构的对比
直连存储 (DAS)
与连接到网络的 NAS 系统不同，DAS 设备通常连接到计算机。DAS 还可以通过 USB 或 Thunderbolt 电缆连接到外部驱动器，尽管这种情况并不常见。
虽然 DAS 设备成本低、易于配置，但其可扩展性有限。由于无法通过网络访问存储空间，可用的外部端口数量限制了对文件的访问。此外，随着组织规模的扩大，DAS 系统的备份成本会越来越高。
存储区域网络 (SAN)
存储区域网络 (SAN) 系统与 NAS 的不同之处在于，前者提供的是块级存储，而后者提供的是文件级存储。SAN 系统的特征还包括借助诸如光纤通道这类高速网络，来实现对存储单元的数据访问。
此外，NAS 使用由冗余存储容器或 RAID 组成的单一设备，而 SAN 存储则使用一个设备网络，包括 SSD 和闪存存储、云存储等。
结构化事务工作负载通常由 SAN 系统处理，而非结构化工作负载通常由 NAS 部署管理。最后，SAN 设置可能成本更高且更复杂。
NAS 供应商和开源 NAS
随着数据存储需求的不断扩大，NAS 存储设备和相关技术的范围也越来越广。NAS 供应商包括：
DellIBMHPEAmazon Web Services (AWS)SynologyQNAPSeagateIntelNetgearWestern Digital
对于家庭或小型企业用户来说，除企业级 NAS 外，开源 NAS 软件（例如 Rockstor、OpenFiler）也是满足其存储需求的一种经济高效的方式。
NAS 和云端集成
通过整合 NAS 设备与基于云的平台，用户可在 NAS 设备和云服务之间同步数据，从而提高数据的可访问性和冗余性。
根据行业专家的预测，到 2025 年，所有最新数字数据工作负载中，超过 95% 的部分都将转移到基于云的平台（2021 年该比例为 30%），从而进一步推动 NAS 市场的发展。4
网络附属存储的优势
小型企业和大型企业继续依赖 NAS 获得以下优势：
灵活性
NAS 系统提供 Wi-Fi 连接，支持远程访问，促进分布式员工队伍之间的协作。此外，还可处理来自不同类型客户端（例如，UNIX、Microsoft Windows、Apple 的 Mac OS 等）的请求。此功能模仿私有云，但价格却不像基于云的对象存储那样高昂。
可扩展性
NAS 节点可以通过增加硬盘数量或容量来轻松扩展其存储容量。这种易于部署的特点，使 NAS 成为一种很有吸引力的解决方案。
数据与安全
NAS 系统还可以提供内置的数据保护服务以及防火墙等网络安全功能，以确保整体数据安全。
经济高效的网络存储
NAS 系统具有成本效益，因为它们易于维护，并且比专用服务器更经济。
可靠备份
NAS 设备会自动备份数据，与外部硬盘驱动器相比，能够提供更高的备份灵活性。
AI 驱动的数据管理
当今的 NAS 系统采用人工智能 (AI) 驱动的数据管理来优化和自动化存储功能。