SAN, NAS и DAS: как выбрать архитектуру хранения данных

Три архитектуры хранения: чем они отличаются

Выбор архитектуры хранения данных определяет производительность, масштабируемость и стоимость всей инфраструктуры на годы вперёд. Три основных подхода — DAS, NAS и SAN — решают разные задачи и часто существуют в инфраструктуре одновременно.

DAS (Direct Attached Storage)

DAS — накопители, физически подключённые напрямую к одному серверу: диски внутри шасси или во внешнем корпусе по SAS/SATA-кабелю.

Преимущества:

• Минимальная задержка — нет сетевого уровня
• Нет дополнительного оборудования (коммутаторы, HBA, NIC)
• Простейшая настройка

Ограничения:

• Хранилище привязано к одному серверу — не разделяется
• Нет мобильности нагрузок (нельзя мигрировать ВМ между хостами)
• Масштабирование ограничено физическими возможностями шасси

Применение: одиночные серверы с высокой нагрузкой на I/O там, где шаринг не нужен: рабочие станции, медиапроизводство, edge-вычисления.

NAS (Network Attached Storage)

NAS — файловое хранилище, доступное через TCP/IP сеть. Устройство NAS само управляет физическими дисками и файловой системой; клиенты получают сетевой ресурс или точку монтирования.

Протоколы:

Протокол	Уровень	Среда	Применение
NFS	L7 (приложений)	Linux/Unix	VMware datastores, Linux-окружения
SMB/CIFS	L7 (приложений)	Windows	Файловые серверы, домашние каталоги
pNFS	L7, параллельный	Linux/Unix	Параллельный доступ к нескольким узлам

Сравнение производительности (одно и то же железо):

Протокол	IOPS (случайное чтение 4K)	Задержка 4K
SMB	~300	~849 мс
NFS	умеренная	ниже SMB
iSCSI (SAN)	~2950	~87 мс

Это принципиальный момент: файловый протокол добавляет накладные расходы файловой системы устройства NAS к сетевой задержке. Для OLTP-баз данных NAS неприемлем.

Применение NAS: файловые серверы, домашние каталоги, медиатеки, backup-цели, VMware NFS datastores, совместная работа в смешанных OS-средах.

SAN (Storage Area Network)

SAN — блочное хранилище, предоставляемое через выделенную сеть хранения. SAN передаёт серверам сырые блочные устройства (LUN); файловая система на стороне хоста.

iSCSI

SCSI-команды, инкапсулированные в TCP/IP. Работает по стандартному Ethernet (10GbE, 25GbE, 100GbE). Мультипутинг (MPIO) — несколько избыточных маршрутов. Можно разгружать CPU через TOE или iSCSI HBA. Основной выбор для SMB и среднего бизнеса.

Fibre Channel (FC)

Специализированный протокол блочного хранения, уровень L2. Лossless, управление потоком на основе кредитов — нулевые потери пакетов, нет повторных передач (в отличие от TCP).

Поколение FC	Скорость
FC 8G	8 Гбит/с
FC 16G	16 Гбит/с
FC 32G	32 Гбит/с
FC 64G	64 Гбит/с (текущее)
FC 128G	128 Гбит/с (в разработке)

FC-скорости удваиваются каждые 3–4 года. Автообнаружение устройств через Name Server фабрики, зонирование (zoning) для логической сегментации, самовосстановление при физических сбоях. Доминирует в финансовом секторе, здравоохранении, крупных enterprise.

NVMe over Fabrics (NVMe-oF)

Следующий уровень SAN: NVMe-протокол расширяется поверх сети, сохраняя его ключевое преимущество — 65 535 очередей × 65 535 команд (против одной очереди на 32 команды в SATA/AHCI).

Транспорт	Описание	Особенности
NVMe/FC	NVMe в FC-фреймах	Надёжность FC + производительность NVMe
NVMe/TCP	NVMe по Ethernet TCP	Дёшево, гибко, без lossless-сети
NVMe/RoCE v2	RDMA по Ethernet	Минимальная задержка, нужна lossless-сеть
NVMe/InfiniBand	RDMA по IB	HPC-кластеры

Как выбрать

Сценарий	Рекомендация
Один сервер, максимальная производительность	DAS
Файловый шаринг, несколько серверов, смешанные ОС	NAS (NFS для Linux, SMB для Windows)
VMware datastores (производительность)	NAS с NFS или SAN iSCSI
OLTP-базы данных, максимальная производительность	SAN с FC
Средний бизнес, сбалансированная стоимость	SAN с iSCSI (25GbE)
Финансы, здравоохранение, крупный enterprise	SAN с Fibre Channel
HPC, ИИ, распределённое обучение	NVMe-oF (RoCE v2 или FC-NVMe)

SAN в виртуальных средах

Для VMware/Hyper-V/KVM SAN критичен по трём причинам:

1. vMotion и живая миграция — перемещение запущенных ВМ между хостами требует общего доступа к хранилищу
2. HA (High Availability) — перезапуск ВМ на другом хосте при сбое невозможен с DAS
3. vSAN и Ceph — программно-определяемые альтернативы, превращающие локальные диски нескольких хостов в распределённый пул; требуют 25GbE+ между узлами

RUSSTEK поставляет СХД, коммутаторы Fibre Channel и адаптеры HBA для построения SAN-инфраструктуры любого масштаба.