不再只是提供檔案服務的網路儲存伺服器（NAS）

當前的企業資料中，除了以資料庫型式存在的結構性資料外，絕大部分都是以非結構性的檔案型式存在，因而檔案的存取支援，也就成為企業儲存系統最重要的應用服務之一。

為方便檔案的管理與共享，企業檔案儲存的網路化與集中化是最基本的手段，而相比於傳統的檔案伺服器，專為檔案共享儲存應用打造的網路儲存伺服器（Network Attached Storage，NAS），無論在管理性、執行效能、資源利用效率還是安裝部署的便利性等方面都更為優秀，因此自從1980年代後期3Com、Auspex等廠商率先推出針對網路共享儲存應用的專用伺服器後，經過多年的發展，NAS已逐漸替代檔案伺服器，成為企業當前最重要的檔案儲存管理平臺，也是各大儲存廠商旗下不可或缺的產品線之一。

NAS產品類型的區隔
隨著用戶檔案應用型態的分流，NAS市場已涇渭分明的形成個人工作室/小型辦公室、企業入門級與企業級中高階等三類產品，這些產品的本質雖同樣是提供檔案共享存取服務，但由於針對的應用領域不同，三類產品在硬體平臺等級、儲存裝置類型、保護資料的機制、系統可用性與附加功能等規格上，均存在有極大的差異，進而反映在價格上。

（1）硬體平臺：NAS內含的處理器等級、記憶體容量與網路埠頻寬，顯然對系統的資料處理能力有絕對的影響。NAS硬體平臺的規格越高，能服務的使用者數量越多，可管理的儲存空間也越大，但價格也越貴。

（2）儲存裝置類型：NAS採用的磁碟機類型、數量與容量，會影響本身可存放的檔案數量與存取效能。硬碟的數量越多、容量越大或速度越快，則系統提供的效能與儲存空間也越高，但相對的，機箱尺寸與價格也越高，還需消耗更大的安裝空間與更多的電力。

（3）資料保護機制：NAS集中保管了來自多個用戶端的檔案資料，因此資料損毀的風險也就集中到NAS上，檔案本身或磁碟的損毀都會造成資料的遺失。為保障所儲存資料的完好，NAS產品也提供了不同層級的保護措施，如檔案系統層級的備份與快照、磁碟層級的RAID等，前者可在檔案出問題時，取回先前備份的完好複本；後者則可防止單一磁碟的硬體失效所造成資料毀損。但這兩類保護措施都有限度，故多數NAS均提供將資料備份到其他裝置的機制，如備份到USB磁碟、本地端或遠端的另一臺NAS等，如此即使原來的NAS整臺損毀，仍有備份可用。但資料保護機制越複雜、越完善，相對的代價也越高。

（4）可用性：造成NAS資料存取服務中斷的原因，有檔案損毀、磁碟損毀、網路連接失效或NAS伺服器硬體損毀等不同類型，針對資料本身的可用性，可透過RAID降級模式維持存取，而針對系統層級，NAS產品則可透過多種高可用性措施，以便快速排除故障，在不停機的情況下恢復服務，如各元件的熱抽換更換機制或叢集架構等。同樣地，高可用性機制越完整，則資料的可用性也越高，但顯然的價格也越貴。

（5）附加功能：NAS是檔案存取、網路連接與儲存空間等三大要素的結合，然而除了檔案共享存取的基本服務外，還有許多IT服務也是建立在前述三大要素的結合上，因此只要為既有的NAS平臺添加必要的軟體，就能讓NAS提供更多的服務，但問題在於，這些額外的服務有時不是免費的，一些產品的附加功能授權費用還十分高昂。

各類應用環境需要的檔案處理效能、儲存容量、可用性與附加功能都不同，而不同類型用戶所能承擔的價格，彼此間更是天差地遠，由此便造成了NAS產品定位的差異性。


點小圖看大圖個人工作室/小型辦公室NAS
為適應個人工作室/小型辦公室空間有限、用戶通常也較缺乏相關操作經驗的特性，這類產品一般採用1～5Bay的桌上型機箱，並具備容易安裝、設定與操作的精靈化圖形操作介面。這類產品雖有輕巧、易安裝操作的優點，但較低的價格與尺寸有限的機箱，也限制了系統可用的RAID層級、高可用性功能與擴充性。

在RAID的支援層級方面，最便宜的1Bay機型無法提供任何RAID保護，2Bay以上機型才能支援最基本的RAID 0/1，而RAID 5需3Bay以上機型才能支援，保護效果更高的RAID 6，則需4Bay以上機型。至於延伸的RAID組態方面，即使是4～5Bay機型最多也只能支援RAID 10與01。

在高可用性功能方面，硬碟熱抽換與網路埠的自動失效切換/負載平衡，是目前桌上型NAS唯一能提供的高可用性功能，而且也只有少數高階機型才支援，若發生其他類型的硬體故障，就得停機、中斷服務，才能加以排除。

但對個人工作室/小型辦公室這類環境來說，也不太要求可用性，RAID的支援一般也只需支援到RAID 5便綽綽有餘了。

而擴充性方面，目前已有少數機型可支援過去只有企業級機型才提供的線上磁碟容量擴充與RAID層級轉換，可在不影響原有資料的情況下，為系統更換大容量硬碟，但無論如何擴充，都無法脫離既有機箱的限制。換句話說，如果將機箱的4Bay或5Bay硬碟槽都換上最大容量的硬碟，仍不能滿足需求，此時除了再買1臺外，就只能選用擴充性更大的企業級產品了。

個人工作室/小型辦公室等級的NAS，是目前NAS市場上最普及、供應商最多的一類產品，其中包括許多本土廠商，較重要的有群暉（Synology）、威聯通（QNAP）、銘威（Coventive）、宏普（Thecus）、鴻佰（ingrasys）、喬鼎（Promise）等。

另外過去以網通為主要業務的外商Netgear，在併購InfraNT後也推出了ReadyNAS系列 NAS產品，就連Intel也針對這個領域推出了Entry Storage System系列NAS，讓這層級的使用者有了更多選擇。

這類型NAS採用的作業系統，多半是各廠商自行以Linux核心為基礎修改而來的專屬作業系統，添加必要的儲存管理與其他附加功能，再加上一個圖形化Web管理介面而成。

這些產品基本上都是依靠Web介面操作，但由於核心是Linux，某些產品如果經一定的修改程序後，甚至可讓使用者登入以Linux的文字命令列操作，就像是一臺迷你的Linux伺服器一樣。除各廠商專屬的作業系統外，也有廠商提供了OEM的作業系統，可授權NAS廠商使用，如Intel便採用了EMC開發的LifeLine作業系統。

企業入門級NAS
就容量與效能來說，企業入門級NAS與高階個人/小型工作室用NAS間的區隔已日漸模糊。隨著硬碟容量的提高，過去需要使用8Bay的2U機箱才能滿足的容量需求，現在4Bay的桌上型機型就能提供同等的容量，兩類產品目前最大的差別是在支援性、高可用性與擴充性方面。

為適應企業IT環境中各式各樣的作業平臺，支援NFS/CIFS/AFP等不同類型的檔案傳輸協定，是企業級NAS必備的需求，相對的許多個人工作室/小型辦公室用的NAS，則只支援該環境最普遍的CIFS與AFP。
另外由於企業級NAS承擔的服務更為關鍵，通常不允許過長的停機時間，因此更完備的高可用性機制亦是基本需求。

在擴充性方面，企業級NAS較大的機箱尺寸，原本就具有更大的擴充性，這等級機型的機箱多在1U/4Bay到3U/16Bay之間，而且還有多種方式可進一步擴充容量。

部份較高階的機型可提供串接硬碟櫃的功能，少數機型的作業系統中還含有iSCSI initiator軟體，可藉以連接網路上其他iSCSI設備，利用其他iSCSI設備提供的磁碟空間來擴充自身容量。而對閘道器（Gateway）類型的NAS（通稱為NAS Head）來說，擴充性更是不成問題，可用的容量視用戶連接到閘道器的磁碟空間多寡而定。

企業入門級NAS的涵蓋範圍很廣，從規格與個人工作室/小型辦公室等級NAS相差無幾的1U機型，到具備硬碟/控制器/電源供應器熱抽換功能的2、3U或閘道器機型都屬於這個範圍，因此這層級產品又可細分為低、中、高階。

在低階產品方面，由於技術差異不大，許多個人工作室/小型辦公室NAS廠商，如群暉、威聯通等，都能提供1U的低階企業入門級機型，而宏普、鴻佰等廠商，還能提供3～4U的中階機型；過去以磁帶產品為主的Tandberg Data與Overland，近來亦分別推出了涵蓋1～4U的FS系列與Snap Server系列NAS。

而在外商儲存大廠方面，以NAS起家的NetApp也推出了幾款針對入門級市場的機型，如 S系列與高階的FAS200系列。而HP則是直接以該公司的伺服器產品為基礎，結合針對NAS應用的作業系統推出了一系列儲存伺服器，如AiO系列與Proliant系列伺服器的幾款機型等。
EMC的入門級NAS則有Celerra系列中的NX4與NS 20等，選擇亦是不少。

企業入門級NAS採用的作業系統同樣可分專屬與通用兩類，過去NAS廠商多半都是採用專屬作業系統，其中最著名的有NetApp全系列NAS採用的Data ONTAP，還有EMC Celerra系列的DART作業系統等。

通用作業系統中最典型的，就是微軟以Windows Server 2003衍生的Windows Storage Server 2003（WSS），可提供給儲存廠商應用在NAS上，因此後來便多了一類採用WSS的NAS，這類NAS基本上就是一臺x86伺服器，只是執行的不是普通的Windows Server，而是增添了許多儲存應用功能的WSS。

WSS由於介面操作與Windows完全相同，有利於快速上手的好處，但相比於專屬的NAS作業系統，WSS也有過於臃腫的問題（包含了許多與儲存無直接相關的功能），消耗的資源更大，效能也有顯著的差別。

企業級中高階NAS
就功能面來說，企業級中高階NAS與企業入門級NAS並沒有本質上的區別，唯一差別是高階機型可管理多達數百臺硬碟的磁碟空間、提供更多的網路連接埠，並具備更高的效能與可用性。

為提供更大的配置彈性，中高階NAS通常採用閘道器架構，以便依需要為閘道器介接不同容量與類型的磁碟陣列。為提供更高的可用性，閘道器支援叢集架構也是基本需求，以便當任一臺閘道器失效時，由其他閘道器接手提供服務。而從另一方面來說，由於叢集架構提供服務的閘道器、網路埠與磁碟數量更多，因此全系統的存取效能也更高，可承擔存取要求更高的應用，或服務更多使用者。

中高階NAS的供應商多半是外商大廠，如NetApp的FAS與V系列、HDS的Essential NAS，EMC Celerra系列中的NSX、NS40/80或NS40G/80G，以及HP的Enterprise File Services Cluster Gateway等，這類產品均能管理上百臺硬碟，並能支援多閘道器的叢集架構，其中HP Enterprise File Services甚至能支援多達16個節點的叢集，架構彈性比其餘多只支援2～4節點的同級產品高出許多。

另外值得一提的是，NetApp與HDS等廠商還提供特別針對高效能運算或超大規模應用的高階NAS，如HDS與BlurArc合作的高效能NAS平臺，NetApp整合Data ONTAP GX作業系統的機型等，這類機型的作業系統與檔案系統均專門針對高效能運算做了最佳化，效率比前述高階NAS高了一個層次，但價格亦更高。



點小圖看大圖日益豐富的附加功能
如前所述，經過多年發展後，NAS的檔案共享存取與管理功能，已發展的十分成熟，不同廠商產品間的差異很小，為提高產品的附加價值，強調產品特色與差異化，目前的NAS廠商均在附加功能上下了不少功夫。這類附加功能可分幾種類型：

延伸網路服務

透過在NAS的作業系統中增加對應的軟體，讓NAS兼任網頁伺服器、FTP伺服器或下載伺服器等功能，只要把網頁或共享檔案存入NAS，執行相關存取設定即可。這類附加功能多半是應用在個人工作室/小型辦公室等級的NAS上，這類環境中NAS的負荷較輕，讓NAS多承擔一些任務，並不會嚴重影響原來的共享存取，還能發揮一機多用的效果，替個人或小型企業用戶省下不少麻煩。

但是對較具規模的企業來說，這類網頁或FTP等服務原本多半已有專用伺服器負責，而NAS本身的存取負擔也較重，沒有必要再讓NAS來承擔本務以外的用途，因此企業級NAS產品通常也不提供這些功能。

多媒體影音服務
由於多媒體資料的本體也是檔案，只要為NAS作業系統添加必要的軟體，就能充作多媒體影音伺服器，提供影像檔案或音訊、視訊檔案的網路共享觀看或播放服務。這類功能只對個人使用者有用，因此也只有個人工作室/小型辦公室等級的NAS會提供多媒體服務的支援，對企業級NAS來說，多媒體功能可說是多此一舉，不但沒用，反而可能妨礙檔案存取的本務。

值得一提的是，除了普通的多媒體影音服務外，近來部分NAS還衍生出網路視訊監控的功能，可連接IP網路攝影機，並利用NAS作業系統的新增程式欄接收並觀看攝影機的視訊，還可利用磁碟空間執行錄影工作。

區塊級存取服務
NAS的運作基礎是檔案，但企業中除了檔案存取外，還有大量的區塊（Block）存取需求，因此過去企業必須為這兩類需求分別建置NAS與儲存區域網路（SAN）。

為能簡化企業儲存架構，節省設備建置成本，近來也有越來越多的企業級NAS提供了區塊存取服務，可將磁碟空間模擬成虛擬磁碟，並透過FC或iSCSI等區塊級存取協定掛載給指定的伺服器，因此可讓單一設備同時滿足檔案與區塊存取需求，大幅提高儲存系統的配置與服務彈性，這類可統一檔案/區塊存取服務的設備，某些廠商也給了一個通用儲存設備（Unified Storage）的新名稱。

由於NAS使用的主要檔案傳輸協定如NFS、CIFS等，底層都是建立在IP與乙太網路上，因此在跨往區塊儲存領域時，很容易地便能支援底層同樣是IP與乙太網路的iSCSI，只需為NAS的作業系統增設iSCSI Target軟體，就能將自身模擬成iSCSI儲存網路上的目標端設備，無須修改硬體架構。所以當前兼具區塊儲存功能的NAS產品，對區塊傳輸協定的支援便是以iSCSI為主。

當然要讓NAS支援更高階的光纖通道（FC）協定還是可以辦到，只是這方面的機制必須再為系統增設FC相關的軟硬體，所需要付出的代價相對高出許多，因此目前市場上能支援FC協定的NAS設備，要比支援iSCSI的設備少了許多。

這個領域起步最早的廠商是NetApp，該公司旗下的所有NAS都具備檔案與iSCSI/FC區塊儲存的功能，只要購買相對應的授權就能使用。其他廠商亦紛紛跟進，如EMC的EMC Celerra系列、HP的AiO系列等產品，現在也都能支援FC或iSCSI的區塊存取。甚至某些桌上型NAS也能支援iSCSI，如宏普的N5200Pro等。


回歸本質，由需求引領採購決策
當前在談論NAS產品時，若只論及最基本的檔案存取服務，而忽略各式各樣的附加功能，認知上似乎過於落伍。但事有本末輕重，除了個人用戶中的發燒友外，沒有任何企業用戶會為了那些花俏的附加功能而去購置一整套NAS，NAS最根本、最重要的功能畢竟是檔案儲存服務，其餘都是可用可不用的額外功能。

用戶肯定是有檔案存取需求，才會考慮採購NAS，即使NAS的功能再多、譬如可同時提供檔案與區塊存取，以及其他許多功能，但若用戶沒有最基本的檔案共享存取需求，則這些「多功能」便是多餘的，用戶大可直接採購只具備區塊存取能力的SAN儲存設備，或是一般的伺服器即可滿足需求，無須導入「多功能」NAS。

既然採購NAS最根本的原因，是為了滿足檔案共享存取的需要，所以在評估NAS產品時，要關心的重點便是可支出的價格區間與需要的檔案存取服務品質這兩個根本要素。


預算自然是最根本的考慮要素，而檔案存取的服務品質，又與NAS需要服務的用戶數量、當前以及未來的檔案數量與容量、用戶可接受的存取回應速度，以及可容許的系統服務中斷程度等參數，這些參數將會決定NAS需要的容量、處理效能、網路埠頻寬/數量，以及系統需要的資料保護與高可用性機制類型等產品規格。

至於額外的功能與服務，則是在考慮過前述基本規格後，才需視情況決定選用與否，如是否要將區塊存取與檔案存取都放在同一臺設備上等等。

從另一方面來看，若附加功能為免費提供，自然沒什麼問題，例如採用微軟WUDSS平臺的NAS設備，就內建iSCSI Target軟體，無需付費就有額外的iSCSI SAN功能。但若附加功能需付費才能取得，便得仔細評估了，尤其許多附加功能授權費用，往往比專門對應該功能的設備還要昂貴，「一機多能」不見得比分別購置多臺設備更划算。文⊙張明德


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