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NAS(ナス)とは

NAS: Network Attached Storage=ネットワーク接続型ストレージ装置

NASとは、ネットワーク接続のストレージ装置のことです。よくNASをファイルサーバと言うことがありますが、NASのそもそもの成り立ちがファイルサーバ専用機だったことに由来します。以下に、NASの成り立ち、その技術などについて解説します。

1. ネットワーク接続型ストレージ(NAS)の登場

そもそもストレージは、メインフレームやサーバの外部記憶装置で、周辺機器の一つでした。しかし、1990年代に、システムの形態が中央集中のメインフレームから、クライアント/サーバシステムの形態が主流になってくると、データを共有するファイルサーバが必要になってきました。1983年頃に、ネットワーク経由でファイルをアクセスするプロトコルであるNFS(Network File System)とEthernetが規格化されるなど、NASに必要な要素技術は1980年代にできていたのですが、NASとしての大きな進化は1990年代にはいってからのことです。

ファイルサーバは、汎用サーバでその役割を果たすこともできましたが、当初はそれでは性能が悪く、専用ハードや専用ソフトを搭載したファイルサーバ専用機が製品化されました。しかし専用機でもストレージ装置としてはネットワークがまだ遅いため、SCSI接続の装置に比べるとアクセス性能が一桁遅く、あくまでファイルを共有するためのファイルサーバとしての使い方に限定されていました。その後、Ethernetが10Mbit/sから100Mbit/s、1Gbit/sへと進化していくと、本来のディスクアクセスインターフェースと遜色がなくなり、ネットワークに接続されるRAID装置としてNASが認知されることになりました。
それにより、現在では、NASとSANの使い分けは、性能の高低ではなく、性能特性、ファイルシステムの位置による機能の違い、などに拠るところとなりました。

2. SANとNASの比較

1990年代には、ストレージ装置のインターフェースとして、従来のSCSIから物理層をFibre Channelにした、FC-SCSIが登場しました。これはStorage Area Networkということで、SANと呼ばれます。アクセス元サーバとの接続構成図を描くと、下図のようにSANとNASは同じような形になりますが、プロトコルの特性、ファイルシステムの位置などにより、異なる特徴を持つので、使い分ける必要があります(以下ではアクセス元装置をサーバ、ストレージ装置をNASまたはSANと言うことにします)。

性能特性

NASでは、サーバとの接続ネットワーク帯域を各サーバ間で共用するので、ネットワークを無駄なく使うことができ、使用効率は高くなりますが、各サーバから見たアクセス性能は他のサーバのアクセス負荷に影響されます(サーバとNAS間に専用ネットワークを張ると、帯域を独占できますが)。
SANでは、SCSIの特性上、一度接続すると、その間はアクセスするサーバが帯域を占有するので、そのサーバから見ると、レスポンスとデータ転送帯域が保証されます。

ファイル共用

NASでは、装置内にファイルシステムを持っており、サーバはNFSあるいはCIFS(Common Internet File System)プロトコルにより、ファイルとしてアクセスします。NFS、CIFSは標準化されていて、どのベンダーでも共通なので異機種サーバ間でもファイル共用することができます。また、ファイルシステムをNAS側で持っているので、ストレージ増設もサーバと独立に行うことができます。またサーバをネットワークに接続することで、サーバ増設も簡単に行うことができます。
一方SANでは、アクセス元サーバがファイルシステムを持っており、SANへのアクセスはSCSIプロトコルによるブロック単位となります。ファイルシステムはベンダーごと、OSごとに異なるため、SANでは異機種サーバ間のファイル共用はできません。また、ファイルシステムがストレージ増設を認識する必要があるため、増設時の手順はやや複雑です。

下表に、NASとSANの比較を示します

  NAS SAN
インターフェース Ethernet Fibre Channel
プロトコル NFS、CIFS SCSI
アクセス性能の特徴 ネットワーク帯域を共用することで、ネットワーク使用効率向上 接続してインターフェース帯域を占有することで、あるサーバからのアクセス性能を保障
ファイル共用 NAS装置側でファイルシステムを持ち、NFS、CIFSでアクセスすることでファイル共用可能 サーバ側でファイルシステムを持ち、SCSIによるブロックアクセスなので、ファイル共用できない
ストレージ増設 NAS内で完結 サーバ側の操作も必要

3. 使い分け

NASとSANは、各々特性が異なるので、使い分けすることで、効果を最大限に引き出すことができます。以下はその典型例です。

NAS

  • 元々の使い方である多くのサーバ(クライアント)から共用するファイルサーバ
  • ストレージ増設、サーバ増設が簡単ということで、Webシステムのように急激に需要が拡大する可能性のあるシステム

SAN

  • サーバのアクセス帯域を保証する必要のある基幹系データベース

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掲載日:2011年10月21日

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