Almacenamiento conectado a la red

El almacenamiento conectado a la red ( NAS ; pronunciado naz ) es un servidor de almacenamiento de datos informáticos a nivel de archivo conectado a una red informática que proporciona acceso a los datos a un grupo heterogéneo de clientes. En este contexto, el término "NAS" puede referirse tanto a la tecnología y los sistemas involucrados, como a una unidad de dispositivo informático especializada diseñada para dicha funcionalidad: un dispositivo NAS o una caja NAS . El NAS se diferencia del almacenamiento a nivel de bloque , las redes de área de almacenamiento (SAN) y el almacenamiento de conexión directa (DAS).

Un dispositivo NAS está optimizado para servir archivos mediante su hardware, software o configuración. A menudo se fabrica como un equipo informático especializado . Los sistemas NAS son dispositivos en red que contienen una o más unidades de almacenamiento , generalmente organizadas en contenedores de almacenamiento lógicos y redundantes o RAID . El almacenamiento conectado a la red (NAS) suele proporcionar acceso a archivos mediante protocolos de intercambio de archivos en red como NFS , SMB o AFP . Desde mediados de la década de 1990, los dispositivos NAS comenzaron a ganar popularidad como un método conveniente para compartir archivos entre varios ordenadores, así como para liberar a otros servidores de la red de la responsabilidad de servir archivos; de esta manera, un NAS puede proporcionar un acceso a datos más rápido, una administración más sencilla y una configuración más simple en comparación con el uso de un servidor de propósito general para servir archivos. ^{[ 1 ]} 

Un NAS viene acompañado de discos duros diseñados específicamente para este fin , que son funcionalmente similares a los discos que no son NAS, pero pueden tener un firmware, tolerancia a vibraciones o disipación de potencia diferentes para que sean más adecuados para su uso en matrices RAID, una tecnología que se usa frecuentemente en implementaciones NAS. ^{[ 2 ]} Por ejemplo, algunas versiones de discos para NAS admiten una extensión de comando para permitir la desactivación de la recuperación de errores extendida. En una aplicación que no sea RAID, puede ser importante que un disco duro haga grandes esfuerzos para leer correctamente un bloque de almacenamiento problemático, incluso si tarda varios segundos. En una matriz RAID configurada correctamente, un solo bloque defectuoso en un solo disco se puede recuperar completamente mediante la redundancia codificada en todo el conjunto RAID. Si un disco pasa varios segundos ejecutando reintentos extensos, podría hacer que el controlador RAID lo marque como "inactivo", mientras que si simplemente respondiera rápidamente que el bloque de datos tenía un error de suma de comprobación, el controlador RAID usaría los datos redundantes en los otros discos para corregir el error y continuar sin ningún problema.

Una unidad NAS es un ordenador conectado a una red que proporciona únicamente servicios de almacenamiento de datos basados ​​en archivos a otros dispositivos de la red. Aunque técnicamente es posible ejecutar otro software en una unidad NAS, normalmente no está diseñada para ser un servidor de propósito general. Por ejemplo, las unidades NAS generalmente no tienen teclado ni pantalla, y se controlan y configuran a través de la red, a menudo mediante un navegador. ^{[ 3 ]}

Un dispositivo NAS no necesita un sistema operativo con todas las funciones, por lo que a menudo se utiliza un sistema operativo simplificado.

Los sistemas NAS contienen uno o más discos duros, a menudo organizados en contenedores de almacenamiento lógicos y redundantes o RAID .

Los sistemas NAS utilizan protocolos basados ​​en archivos como NFS (popular en sistemas UNIX ), SMB ( Server Message Block ) (utilizado en sistemas Microsoft Windows ), AFP (utilizado en ordenadores Apple Macintosh ) o NCP (utilizado en OES y Novell NetWare ). Las unidades NAS rara vez limitan a los clientes a un solo protocolo.

Comparando con SAN

NAS proporciona tanto almacenamiento como un sistema de archivos . Esto suele contrastarse con SAN ( red de área de almacenamiento ), que solo proporciona almacenamiento basado en bloques y deja la gestión del sistema de archivos en manos del cliente. Los protocolos SAN incluyen Fibre Channel , iSCSI , ATA over Ethernet (AoE) e HyperSCSI .

Una forma de conceptualizar a grandes rasgos la diferencia entre un NAS y un SAN es que un NAS aparece para el sistema operativo del cliente como un servidor de archivos (el cliente puede asignar unidades de red a recursos compartidos en ese servidor), mientras que un disco disponible a través de un SAN sigue apareciendo para el sistema operativo del cliente como un disco, visible en las utilidades de administración de discos y volúmenes (junto con los discos locales del cliente), y disponible para ser formateado con un sistema de archivos y montado .

A pesar de sus diferencias, SAN y NAS no son mutuamente excluyentes y pueden combinarse en un sistema híbrido SAN-NAS, que ofrece protocolos a nivel de archivo (NAS) y protocolos a nivel de bloque (SAN) desde el mismo sistema . También se puede ejecutar un sistema de archivos de disco compartido sobre una SAN para proporcionar servicios de sistema de archivos.

A principios de la década de 1980, la " Conexión Newcastle " de Brian Randell y sus colegas de la Universidad de Newcastle demostró y desarrolló el acceso remoto a archivos a través de un conjunto de máquinas UNIX. ^{[ 4 ] [ 5 ]} El sistema operativo de servidor NetWare de Novell y el protocolo NCP se lanzaron en 1983. Tras la Conexión Newcastle, el lanzamiento de NFS por parte de Sun Microsystems en 1984 permitió a los servidores de red compartir su espacio de almacenamiento con clientes en red. 3Com y Microsoft desarrollarían el software y el protocolo LAN Manager para impulsar este nuevo mercado. El software 3Server y 3+Share de 3Com fue el primer servidor diseñado específicamente (incluyendo hardware, software y múltiples discos propietarios) para servidores de sistemas abiertos.

Inspiradas por el éxito de los servidores de archivos de Novell, IBM y Sun, varias empresas desarrollaron servidores de archivos dedicados. Si bien 3Com fue una de las primeras empresas en crear un NAS dedicado para sistemas operativos de escritorio, Auspex Systems fue una de las primeras en desarrollar un servidor NFS dedicado para el mercado UNIX. Un grupo de ingenieros de Auspex se separó a principios de la década de 1990 para crear el NetApp FAS integrado, que admitía los protocolos SMB de Windows y NFS de UNIX, y ofrecía una escalabilidad superior y facilidad de implementación. Esto dio inicio al mercado de dispositivos NAS propietarios , liderado actualmente por NetApp y EMC Celerra.

A principios de la década de 2000, surgieron varias empresas emergentes que ofrecían soluciones alternativas a las soluciones de almacenamiento de un solo servidor en forma de NAS en clúster : Spinnaker Networks (adquirida por NetApp en febrero de 2004), Exanet (adquirida por Dell en febrero de 2010), Gluster (adquirida por RedHat en 2011), ONStor (adquirida por LSI en 2009), IBRIX (adquirida por HP), Isilon (adquirida por EMC en noviembre de 2010), PolyServe (adquirida por HP en 2007) y Panasas , por nombrar algunas.  

En 2009, los proveedores de NAS (en particular CTERA networks ^{[ 6 ] [ 7 ]} y Netgear ) comenzaron a introducir soluciones de copia de seguridad en línea integradas en sus dispositivos NAS, para la recuperación ante desastres en línea. ^{[ 8 ] [ 9 ]}

Para 2021, se ofrecen tres tipos principales de soluciones NAS (todas con modelos de nube híbrida donde los datos se pueden almacenar tanto en las instalaciones del cliente en el NAS como fuera de ellas en un NAS independiente o a través de un proveedor de servicios de nube pública). El primer tipo de NAS se centra en las necesidades del consumidor con opciones de menor costo que generalmente admiten de 1 a 5 discos duros de conexión en caliente. El segundo se centra en pequeñas y medianas empresas: estas soluciones NAS abarcan de 2 a más de 24 discos duros y generalmente se ofrecen en formatos de torre o para montaje en rack. El precio puede variar considerablemente según el procesador, los componentes y las características generales compatibles. El último tipo está orientado a empresas o grandes corporaciones y se ofrece con capacidades de software más avanzadas. Las soluciones NAS generalmente se venden sin discos duros instalados para que el comprador (o los departamentos de TI) puedan seleccionar el costo, el tamaño y la calidad del disco duro.

La forma en que los fabricantes producen dispositivos NAS se puede clasificar en tres tipos:

1. NAS basado en computadora : utiliza una computadora (servidor o personal ) con procesadores generalmente ARM, Intel o AMD, e instala un servidor de software FTP/SMB/AFP... El consumo de energía de este tipo de NAS es el mayor, pero sus funciones son las más potentes. Algunos fabricantes importantes de NAS, como Synology , QNAP , Asustor , TerraMaster y Ugreen, fabrican este tipo de dispositivos. La velocidad máxima de transferencia FTP varía según la CPU de la computadora y la cantidad de RAM. 
2. NAS basado en sistemas embebidos : utiliza una arquitectura de procesador ARM o MIPS y un sistema operativo en tiempo real (RTOS) o un sistema operativo embebido para ejecutar un servidor NAS. El consumo de energía de este tipo de NAS es moderado y sus funciones se adaptan a la mayoría de las necesidades del usuario final. Marvell , Oxford y Storlink fabrican chipsets para este tipo de NAS. El rendimiento máximo de FTP varía entre 20 MB/s y 120 MB/s.   
3. NAS basado en ASIC : aprovisionamiento de NAS mediante un único chip ASIC, que utiliza hardware para implementar TCP/IP y el sistema de archivos. No hay sistema operativo en el chip, ya que todas las operaciones relacionadas con el rendimiento se realizan mediante circuitos de aceleración de hardware. El consumo de energía de este tipo de NAS es bajo, ya que sus funciones se limitan a admitir SMB y FTP. LayerWalker es el único fabricante de chipsets para este tipo de NAS. El rendimiento máximo de FTP es de 40 MB/s.  

NAS es útil para algo más que el almacenamiento centralizado general proporcionado a los ordenadores cliente en entornos con grandes cantidades de datos. NAS puede permitir sistemas más simples y de menor coste, como el equilibrio de carga y los sistemas de servidor web y de correo electrónico tolerantes a fallos, al proporcionar servicios de almacenamiento. En el mercado de consumo, los dispositivos NAS han evolucionado hasta convertirse en soluciones de "nube privada". Permiten a los usuarios almacenar datos multimedia y realizar copias de seguridad de archivos de varios dispositivos (como smartphones y PC) manteniendo la propiedad total de los datos. A diferencia de los servicios de nube pública, estas configuraciones de nube privada normalmente no requieren cuotas de suscripción mensuales por capacidad de almacenamiento. ^{[ 10 ]} Estos dispositivos para el mercado de consumo están ahora disponibles de forma generalizada. A diferencia de sus homólogos montados en rack , generalmente se presentan en formatos más pequeños. El precio de los dispositivos NAS ha caído drásticamente en los últimos años, ofreciendo almacenamiento flexible basado en red al mercado doméstico por poco más del coste de un disco duro externo USB o FireWire convencional . Muchos de estos dispositivos domésticos están construidos en torno a procesadores ARM , x86 o MIPS que ejecutan un sistema operativo Linux integrado .

Un dispositivo de copia de seguridad diseñado específicamente (PBBA, por sus siglas en inglés) es un tipo de NAS destinado a almacenar datos de copia de seguridad . Los PBBA suelen incluir deduplicación de datos , compresión, RAID 6 u otros componentes de hardware redundantes y mantenimiento automatizado. ^{[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]} Un PBBA también puede denominarse dispositivo de copia de seguridad y recuperación ante desastres o simplemente dispositivo de copia de seguridad .

Un NAS en clúster es un NAS que utiliza un sistema de archivos distribuido que se ejecuta simultáneamente en varios servidores. La principal diferencia entre un NAS en clúster y uno tradicional radica en la capacidad de distribuir (por ejemplo, mediante franjas) datos y metadatos entre los nodos o dispositivos de almacenamiento del clúster. Un NAS en clúster, al igual que uno tradicional, proporciona acceso unificado a los archivos desde cualquiera de los nodos del clúster, independientemente de la ubicación física de los datos.

• "Sistemas de archivos para discos seguros conectados a la red" . Garth Gibson, David F. Nagle*, Khali Amiri*, Fay W. Chang, Howard Gobioff, Erik Riedel*, David Rochberg y Jim Zelenka, Informe técnico CMU-CS-97-118, julio de 1997.
• «Escalabilidad de servidores de archivos con discos seguros conectados a la red» . Conferencia internacional conjunta sobre medición y modelado de sistemas informáticos , Seattle, Washington, Estados Unidos, 1997, págs. 272-284 ISBN 0-89791-909-2.

• Contenido multimedia relacionado con el almacenamiento conectado a la red en Wikimedia Commons.