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네트워크 결합 스토리지

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목차

1. 개요

네트워크 결합 스토리지(NAS)는 네트워크를 통해 여러 장치에서 파일에 접근하고 공유할 수 있도록 설계된 파일 서버이다. 1980년대 초에 개발이 시작되어, 1990년대에 전용 파일 서버가 등장했으며, 2000년대 이후 클러스터 NAS 솔루션이 나타났다. NAS는 하드웨어, 소프트웨어, 또는 구성을 통해 파일 제공에 최적화되어 있으며, 파일 기반 프로토콜을 사용하여 파일 접근을 제공한다. DAS(직접 연결 스토리지)와 달리 네트워크를 통해 파일을 공유하며, SAN(스토리지 영역 네트워크)과 비교하여 파일 시스템을 함께 제공하는 차이가 있다. NAS는 소비자용, 중소기업용, 기업용으로 나뉘며, 주요 제조사로는 시놀로지, 넷기어, 큐냅 등이 있다.

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네트워크 결합 스토리지

2. 역사

1980년대 초, 브라이언 란델과 뉴캐슬 대학교의 동료들이 개발한 "뉴캐슬 커넥션"은 일련의 유닉스(UNIX) 머신에서 원격 파일 접근을 시연하고 개발했다.[4][5] 1983년, 노벨의 넷웨어 서버 운영 체제와 NCP 프로토콜이 출시되었다. 뉴캐슬 커넥션에 이어, 썬 마이크로시스템즈는 1984년에 NFS를 출시하여 네트워크 서버가 네트워크로 연결된 클라이언트와 저장 공간을 공유할 수 있도록 했다. 3Com과 마이크로소프트는 이 새로운 시장을 더욱 발전시키기 위해 LAN Manager 소프트웨어와 프로토콜을 개발했다. 3Com의 3Server와 3+Share 소프트웨어는 개방형 시스템 서버를 위한 최초의 전용 서버(전용 하드웨어, 소프트웨어, 다중 디스크 포함)였다.

노벨, IBM, 썬의 파일 서버의 성공에 영감을 받아, 여러 회사에서 전용 파일 서버를 개발했다. 3Com은 데스크톱 운영 체제를 위한 전용 NAS를 구축한 최초의 회사 중 하나였지만, Auspex Systems는 유닉스 시장에서 사용할 전용 NFS 서버를 개발한 최초의 회사 중 하나였다. 1990년대 초, Auspex 엔지니어 그룹이 분리되어 Windows SMB와 UNIX NFS 프로토콜을 모두 지원하고 뛰어난 확장성과 배포 용이성을 갖춘 통합 NetApp FAS를 만들었다. 이는 현재 NetApp과 EMC Celerra가 이끌고 있는 독점 하드웨어 NAS 장치 시장을 시작했다.

2000년대 초부터, Spinnaker Networks(2004년 2월 NetApp에 인수), Exanet(2010년 2월 Dell에 인수), Gluster(2011년 RedHat에 인수), ONStor (2009년 LSI에 인수), IBRIX (HP에 인수), Isilon (2010년 11월 EMC에 인수), PolyServe (2007년 HP에 인수), Panasas 등 클러스터 NAS 형태로 단일 파일러 솔루션의 대안을 제공하는 일련의 스타트업이 등장했다.

2009년, NAS 공급업체(특히 CTERA networks[6][7] 및 넷기어)는 온라인 재해 복구를 위해 NAS 어플라이언스에 통합된 원격 백업 서비스 솔루션을 도입하기 시작했다.[8][9]

2021년까지, 세 가지 주요 유형의 NAS 솔루션이 제공된다 (모두 온-프레미스 NAS와 별도의 NAS 또는 공용 클라우드 서비스 제공업체를 통해 오프사이트에 데이터를 저장할 수 있는 하이브리드 클라우드 모델 포함). 첫 번째 유형의 NAS는 일반적으로 1~5개의 핫 플러그 하드 드라이브를 지원하는 저가형 옵션으로, 소비자 요구에 중점을 둔다. 두 번째는 중소기업에 중점을 둔다. 이러한 NAS 솔루션은 2~24개 이상의 하드 드라이브를 지원하며, 일반적으로 타워 또는 랙마운트 폼 팩터로 제공된다. 가격은 프로세서, 구성 요소 및 전반적인 지원 기능에 따라 크게 달라질 수 있다. 마지막 유형은 기업 또는 대규모 비즈니스를 대상으로 하며, 더 진보된 소프트웨어 기능을 갖춰 제공된다. NAS 솔루션은 일반적으로 하드 드라이브가 설치되지 않은 상태로 판매되므로 구매자(또는 IT 부서)가 하드 드라이브 비용, 크기 및 품질을 선택할 수 있다.

3. 특징

NAS 장치는 하드웨어, 소프트웨어 또는 구성을 통해 파일 제공에 최적화되어 있으며, 특수 제작된 컴퓨터인 컴퓨터 어플라이언스로 제조된다. NAS 시스템은 하나 이상의 저장 드라이브를 포함하며, 종종 RAID로 구성된다. NFS, SMB 또는 AFP와 같은 네트워크 파일 공유 프로토콜을 사용하여 파일에 접근할 수 있다.[1]

1990년대 중반부터 NAS 장치는 파일을 공유하고, 네트워크 서버의 부담을 줄이는 방법으로 인기를 얻었다. NAS는 일반 서버보다 빠른 데이터 접근, 쉬운 관리, 간단한 구성을 제공한다.[1] NAS와 함께 제공되는 특수 제작된 하드 디스크 드라이브는 RAID 배열에 더 적합하도록 펌웨어, 진동 허용 오차, 전력 소모 등이 다를 수 있다.[2]

NAS 장치는 네트워크에 연결된 컴퓨터로, 파일 기반 데이터 저장 서비스를 제공한다. 범용 서버와 달리 NAS 장치는 다른 소프트웨어 실행을 위한 설계가 아니며, 일반적으로 키보드나 디스플레이 없이 네트워크를 통해 제어 및 구성된다. NAS 장치는 전체 기능을 갖춘 운영 체제가 필요하지 않아 축소된 운영 체제를 사용하기도 한다.

파일 서버와 유사하지만, NAS는 용도에 특화되어 고속이며, 도입과 관리가 용이한 파일 공유 어플라이언스이다. '''NAS'''는 일본어를 포함한 많은 언어에서 '나스'로 발음[11][12]되며, 영어로는 '나즈'라고 발음된다. 한글 표기로는 '''네트워크 부착 스토리지'''로 쓰인다. 컨트롤러 부분을 독립시킨 것을 '''NAS 게이트웨이''' 또는 '''NAS 헤드'''라고도 한다.

3. 1. DAS와의 비교

직접 연결 스토리지(DAS)와 NAS의 주요 차이점은 DAS는 기존 서버의 확장일 뿐이며 반드시 네트워크로 연결될 필요는 없다는 것이다. DAS는 일반적으로 USB 또는 썬더볼트 지원 케이블을 통해 연결된다. 반면 NAS는 네트워크를 통해 파일을 공유하기 위한 쉽고 자체 포함된 솔루션으로 설계되었다.

DAS와 NAS 모두 RAID 또는 컴퓨터 클러스터를 사용하여 데이터의 가용성을 잠재적으로 높일 수 있다.

NAS와 DAS는 모두 다양한 양의 캐시 메모리를 가질 수 있으며, 이는 성능에 큰 영향을 미친다. NAS를 로컬(비 네트워크) DAS와 비교할 때 NAS의 성능은 주로 네트워크 속도와 혼잡에 따라 달라진다.

NAS는 일반적으로 하드웨어(CPU, 메모리, 스토리지 구성 요소) 또는 로우 레벨 소프트웨어(확장, 플러그인, 추가 프로토콜) 측면에서 사용자 정의가 가능하지 않지만, 대부분의 NAS 솔루션에는 시스템을 더 잘 구성하거나 스토리지 외에 다른 기능(비디오 감시, 가상화, 미디어 등)을 포함할 수 있도록 다양한 소프트웨어 애플리케이션을 설치하는 옵션이 포함된다. DAS는 일반적으로 데이터 스토리지에만 초점을 맞추지만, 특정 벤더 옵션에 따라 기능을 사용할 수 있다.

3. 2. SAN과의 비교

NAS는 스토리지와 파일 시스템을 모두 제공한다. 이는 블록 기반 스토리지만을 제공하고 파일 시스템 관련 사항을 "클라이언트" 측에 남겨두는 SAN (스토리지 영역 네트워크)과 대조된다. SAN 프로토콜에는 파이버 채널, iSCSI, 이더넷을 통한 ATA (AoE) 및 HyperSCSI가 있다.

NAS와 SAN의 차이점을 대략적으로 개념화하는 한 가지 방법은, NAS는 클라이언트 OS(운영 체제)에 파일 서버로 나타나는 반면(클라이언트는 네트워크 드라이브를 해당 서버의 공유 폴더에 매핑할 수 있음), SAN을 통해 사용 가능한 디스크는 클라이언트 OS에 여전히 디스크로 나타나며, 디스크 및 볼륨 관리 유틸리티에서 (클라이언트의 로컬 디스크와 함께) 표시되고, 파일 시스템으로 포맷하고 마운트할 수 있다는 것이다.

차이점에도 불구하고, SAN과 NAS는 상호 배타적이지 않으며 SAN-NAS 하이브리드로 결합되어 동일한 시스템에서 파일 레벨 프로토콜(NAS)과 블록 레벨 프로토콜(SAN)을 모두 제공할 수 있다. 공유 디스크 파일 시스템은 또한 파일 시스템 서비스를 제공하기 위해 SAN 상에서 실행될 수 있다.

NAS, SAN 비교


NAS는 스토리지 에어리어 네트워크(SAN)에 대항하여 명명되었지만, 네트워크 종류, 제공하는 스토리지 형태, 가격대 등의 관점에서 크게 다르다.[1]

NASSAN
네트워크범용적이고 저렴한 이더넷을 사용한 근거리 통신망고가의 파이버 채널 네트워크
공유 대상파일스토리지 리소스 풀. 원격에 있는 디스크가 로컬 디스크처럼 작동한다. 파일 공유 불가
비용도입 비용 및 유지 보수 비용 모두 저렴확장성, 보안, 안정성이 높다고 여겨진다.



데이터베이스나 그룹웨어 등의 애플리케이션 일부에서는 NAS 상에 데이터를 생성하는 것을 허용하지 않는 경우도 있다.[1] 이처럼 SAN으로만 대응 가능한 애플리케이션도 있는 반면, 동일 디스크 영역의 공유를 허용하지 않는 특성상, 파일 서비스에 한정하면 NAS가 우수하다.[1] SAN에서도 디스크 및 파이버 네트워크를 하나의 케이스에 담아, OS에 파일 서버 기능을 갖게 하면 NAS가 된다.[1] NAS도 대규모의 것은 SAN으로 구성된다.[1]

4. 구성 요소

NAS 장치는 네트워크에 연결되어 네트워크의 다른 장치에 파일 기반 데이터 저장 서비스를 제공하는 컴퓨터이다. NAS 장치는 일반적으로 범용 서버로 설계되지 않으며, 키보드나 디스플레이 없이 네트워크를 통해 제어 및 구성된다.

NAS 장치는 전체 기능을 갖춘 운영 체제가 필요하지 않으므로 축소된 운영 체제를 사용하기도 한다. NAS 시스템에는 하나 이상의 하드 디스크 드라이브가 포함되며, RAID로 구성되는 경우가 많다.

NAS는 NFS (UNIX 시스템에서 널리 사용됨), SMB (서버 메시지 블록) (마이크로소프트 윈도우 시스템과 함께 사용), AFP (애플 매킨토시 컴퓨터와 함께 사용) 또는 NCP (OES 및 노벨 넷웨어와 함께 사용)와 같은 파일 기반 프로토콜을 사용한다. NAS 장치는 클라이언트를 단일 프로토콜로 제한하는 경우가 드물다.

4. 1. 하드웨어

주로 SATA 연결의 HDD가 이용된다. 개인이나 소규모 사업소 등 극저예산의 경우를 제외하고는 RAID를 구성하여 중복성과 가용성을 높이는 것이 일반적이다. 이 경우 SATA 등 핫 스왑 가능한 디스크 인터페이스를 이용하여 시스템 가동 중에도 탈착 교환할 수 있도록 되어 있는 경우도 있다.[2]

SSD를 사용한 NAS(올 플래시 NAS) 제품도 등장하고 있는데, HDD에 비해 속도와 신뢰성 측면에서 이점을 가진다.[13]

NAS의 주요 연산 처리는 패리티 및 순환 중복 검사 계산이다. 넷기어의 ReadyNAS는 로우 엔드 제품의 경우 이러한 계산 엔진을 탑재한 ARM SoC를, 미들 클래스는 인텔 아톰, 하이 엔드는 인텔 코어 i3를 사용한다. 해당 엔진을 통해 비교적 처리 속도가 낮은 SoC에서도 RAID의 패리티, btrfs나 iSCSI의 CRC32C, dm-crypt의 암호화/복호를 빠르게 처리할 수 있다. 이 사이에도 CPU는 바이러스 스캔 등 다른 작업을 계속 실행할 수 있다.

NAS는 데스크톱 컴퓨터 등과는 달리 비디오 카드나 키보드, 마우스 등의 인터페이스가 없어도 되도록 설계되어 있다. 하이엔드 모델의 경우 네트워크 카드를 두 개 갖추거나, 핫 스왑 가능한 여러 개의 전원 공급 장치 및 냉각 팬을 갖추는 등 장애 발생 시 다운타임을 줄이는 기종도 있다. 또한 10기가비트 이더넷(10GbE)을 갖춘 경우도 있으며, 고성능 컨트롤러와 RAID가 결합되어 처리량이 네트워크 상한인 400MB|s~500MB|s에 달하는 제품도 있다.

4. 2. 소프트웨어

OS는 주로 리눅스나 Windows Storage Server이다. OpenSolaris도 사용된다. 네트워크를 통해 버그 수정 및 성능/기능 향상이 제조사로부터 제공된다. 파일 시스템에는 고성능·고신뢰성이 요구되며, 체크섬, 저널링 기능을 갖춘 ext4, btrfs 및 ZFS 등이 사용된다.[1]

관리자의 부담 감소를 위해 다양한 설정 작업이 자동화되거나 간편화되어 있다. 예를 들어 4베이(디스크 4대 수납 가능)의 경우, 첫 번째 디스크를 장착하면 자동으로 파티션이 설정되고, 몇 분 후에는 파일 공유가 가능해진다. 2번째 디스크를 삽입하면 자동으로 RAID1이 되고, 3번째 디스크를 삽입하면 RAID5를 웹 브라우저에서 선택할 수 있게 되며, 추가적으로 4번째 디스크에는 RAID6도 선택 가능해지는 등이다.[1]

동적인 바이러스 탐지·통지·격리 기능, DLNA 기능, 외출 중에도 액세스할 수 있는 개인 클라우드 기능 등도 제공한다. 볼륨의 설정이나 용량·온도 등의 감시는 브라우저에서 수행하는 것이 기본이지만, 슈퍼유저로의 로그인을 허용하여 추가 소프트웨어 설치가 가능한 등, 커스터마이징이 가능한 제품도 있다. 단, 지원 대상에서 제외될 수 있음에 유의한다.[1]

5. 구현 방식

NAS 장치는 제조업체에서 만드는 방식에 따라 세 가지 유형으로 분류할 수 있다.


  • '''컴퓨터 기반 NAS:''' 인텔 또는 AMD 프로세서를 장착한 컴퓨터(서버 수준 또는 개인용 컴퓨터)를 사용하여 FTP, SMB, AFP 등의 소프트웨어 서버를 설치한다. 이 NAS 유형은 전력 소비가 가장 크지만 기능은 가장 강력하다. 시놀로지, 큐냅(QNAP Systems), 에이수스와 같은 일부 대형 NAS 제조업체가 이러한 유형의 장치를 만든다. 최대 FTP 처리 속도는 컴퓨터의 CPU 및 RAM 용량에 따라 다릅니다.
  • '''임베디드 시스템 기반 NAS:''' ARM 또는 MIPS 기반 프로세서 아키텍처와 NAS 서버를 실행하기 위한 실시간 운영 체제(RTOS) 또는 임베디드 운영 체제를 사용한다. 이 NAS 유형은 전력 소비가 적절하며 NAS의 기능은 대부분의 최종 사용자 요구 사항에 맞을 수 있다. 마벨 테크놀로지, 옥스퍼드 인스트루먼트 및 Storlink는 이러한 유형의 NAS용 칩셋을 만든다. 최대 FTP 처리량은 20MB/s에서 120MB/s까지 다양하다.
  • '''ASIC 기반 NAS:''' 단일 ASIC 칩을 사용하여 TCP/IP 및 파일 시스템을 구현하기 위해 하드웨어를 사용하여 NAS를 프로비저닝한다. 칩에는 OS가 없으며, 모든 성능 관련 작업은 하드웨어 가속 회로에서 수행된다. 이 유형의 NAS는 SMB 및 FTP만 지원하도록 기능이 제한되어 있어 전력 소비가 낮다. 레이어워커는 이러한 유형의 NAS의 유일한 칩셋 제조업체이다. 최대 FTP 처리량은 40MB/s이다.

6. 파일 공유 프로토콜

7. 클러스터 NAS

클러스터 NAS는 여러 대의 서버에서 동시에 실행되는 분산 파일 시스템을 사용하는 NAS이다. 클러스터 NAS와 기존 NAS의 주요 차이점은 데이터와 메타데이터를 클러스터 노드 또는 스토리지 장치에 분산(예: 스트라이핑)하는 능력이다. 클러스터 NAS는 기존 NAS와 마찬가지로 데이터의 실제 위치와 관계없이 클러스터 노드 중 어느 곳에서든 파일에 대한 통합된 접근을 제공한다.[1] 잘 알려진 사용 제품으로는 GlusterFS, IBM Scale-out File Services, 러스터(Lustre) 파일 시스템이 있다.[1]

8. 보안 문제

2014년에 NAS를 표적으로 한 랜섬웨어 "SynoLocker"가 확인되었다. 이는 파일을 암호화하고 금전을 요구하는 전형적인 암호화 랜섬웨어로, (Synology Inc.) NAS 운영체제 "Synology DSM"의 구 버전에 존재하는 취약점을 노린 것이다. F-Secure와 시놀로지(Synology Inc.)는 공격 확산에 주의를 환기하고, "Synology DSM"을 최신 버전으로 업데이트할 것을 촉구했다.[14]

9. 주요 제조사

10. NAS 특화 OS

다음은 NAS 운영 체제(OS) 목록이다.

운영 체제기반 시스템사용 가능한 서비스
트루나스(TrueNAS)프리BSD(FreeBSD)CIFS(CIFS)/SMB(SMB), FTP(FTP), NFS(NFS), rsync, iSCSI
NASLite리눅스CIFS(CIFS)/SMB(SMB), FTP(FTP), NFS(NFS)
오픈파일러(Openfiler)리눅스CIFS(CIFS)/SMB(SMB), WebDAV, FTP(FTP), NFS(NFS), rsync, iSCSI
오픈미디어볼트(OpenMediaVault)리눅스CIFS(CIFS)/SMB(SMB), FTP(FTP), NFS(NFS), rsync, AFP(AFP)


참조

[1] 웹사이트 NAS advantages: A VARs view http://www.infostor.[...] 1998-04-01
[2] 웹사이트 Marketing bulletin: NAS versus desktop - Evaluating HDDs for NAS applications http://www.seagate.c[...] 2021-12-29
[3] 간행물 An introduction to network attached storage SPH Magazines 2003-07-01
[4] 논문 The Newcastle connection https://web.archive.[...] 2016-08-16
[5] 서적 NFS illustrated Addison-Wesley
[6] 웹사이트 CDRLab test https://web.archive.[...]
[7] 웹사이트 The age of computing diversity https://web.archive.[...] 2010-09-16
[8] 보도자료 Netgear launches first NAS-linked online disaster recovery for consumers and SMBs https://archive.toda[...] Reuters 2009-10-21
[9] 보도자료 CTERA networks launches, introduces cloud attached storage https://web.archive.[...] Reuters 2009-10-21
[10] 웹사이트 NASD: Network attached secure disks http://www.pdl.cmu.e[...]
[11] 뉴스 初心者だってNASがしたい！ でも何を買えばいいの…… https://www.itmedia.[...] ITmedia PC User 2013-06-25
[12] 뉴스 NAS導入完全ガイド【1】NASとは何か？選び方のポイントは http://pc.nikkeibp.c[...] 日経パソコン 2013-11-25
[13] 뉴스 NASでもSSDを選ぶべき理由。速さだけじゃない!! 信頼性も向上するオールフラッシュ10Gbps NAS「AXELBOX」【イニシャルB】 https://internet.wat[...] 2022-10-03
[14] 뉴스 NASを人質に身代金0.6BTCを要求、ランサムウェア「SynoLocker」の攻撃広がる https://internet.wat[...] 株式会社インプレス「INTERNET Watch」 2014-08-13
[15] 웹사이트 動作確認済みUSB機器一覧（ホームゲートウェイUSBストレージ機能） モデム・ホームゲートウェイの設定 au https://www.au.com/s[...] 2023-10-23


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