SAN, NAS и DAS: как устроены и что выбрать

Коротко: DAS (Direct Attached Storage) — диски внутри сервера или в полке, подключённой к одному серверу кабелем SAS. NAS (Network Attached Storage) — файловое хранилище, которое отдаёт папки по сети через NFS или SMB. SAN (Storage Area Network) — отдельная сеть хранения, по которой массив отдаёт серверам блочные тома через Fibre Channel, iSCSI или NVMe-oF. Под СУБД и виртуализацию берут SAN, под общие файлы и бэкапы — NAS, под одиночный сервер или программно-определяемое хранение — DAS.

Три архитектуры в одной таблице

Параметр	DAS	NAS	SAN
Что отдаёт	Блочные устройства одному хосту	Файлы и папки	Блочные тома (LUN) многим хостам
Протоколы	SAS, SATA, NVMe по PCIe	NFS v3/v4.1, SMB 3.x	Fibre Channel, iSCSI, NVMe-oF
Кто владеет файловой системой	Сервер	Хранилище	Сервер
Совместный доступ	Нет (кроме общего SAS для 2–4 хостов)	Да, на уровне файлов	Да, через кластерные файловые системы (VMFS, CSV)
Сеть	Не нужна	Обычный Ethernet	FC-фабрика или выделенный Ethernet
Задержка	Минимальная	Выше, есть накладные расходы файлового протокола	Низкая, особенно FC и NVMe-oF
Типичные задачи	Одиночный сервер, vSAN, Ceph, кэш	Общие папки, документы, медиа, бэкап	СУБД, кластеры виртуализации, 1С

DAS: диски напрямую к серверу

DAS — внутренние отсеки сервера или внешняя полка (JBOD), подключённая SAS-кабелем к RAID-контроллеру или HBA. Это самый быстрый и простой вариант: нет сети, нет протокольных накладных расходов, NVMe-диск по PCIe даёт задержку в десятки микросекунд.

Минус — ёмкость принадлежит одному серверу. Компромисс — массивы с прямым SAS-подключением (например, Dell PowerVault ME5 или HPE MSA в SAS-исполнении), к которым напрямую подключают 2–4 хоста без коммутаторов. На DAS строится и современное программно-определяемое хранение: VMware vSAN, Ceph, Microsoft Storage Spaces Direct объединяют диски нескольких серверов по сети 25/100G в общий пул. Про контроллеры и RAID для DAS — в статье RAID-контроллеры.

NAS: файловое хранение по сети

NAS отдаёт клиентам готовую файловую систему. Протокол NFS используют Linux-серверы и гипервизор ESXi (хранилища NFS-датасторов), SMB 3.x — Windows-клиенты и Hyper-V. Права доступа, квоты, снапшоты папок и антивирусная проверка выполняются на стороне хранилища.

NAS бывают трёх уровней: небольшие устройства на 2–12 дисков для офиса, корпоративные файловые контроллеры (NetApp FAS и AFF, Dell PowerScale и Unity, Huawei OceanStor) и масштабируемые кластерные NAS для петабайтных объёмов. Для сетей 10/25G важны агрегирование каналов (LACP) и отдельная VLAN для трафика хранения. Узкое место NAS — работа с миллионами мелких файлов и операции с метаданными, поэтому под базы данных его применяют реже.

SAN: блочная сеть хранения

В SAN массив отдаёт тома (LUN), а сервер видит их как свои диски. Чтобы несколько хостов работали с одним томом, нужны кластерные файловые системы: VMFS в VMware, Cluster Shared Volumes в Hyper-V, OCFS2 или GFS2 в Linux.

Fibre Channel строится на отдельных коммутаторах (Brocade, Cisco MDS). Каждый порт имеет собственный адрес WWN, доступ разграничивают зонированием (zoning) на коммутаторе и маскированием LUN на массиве. Стандартная схема — две независимые фабрики A и B, каждый сервер и каждый контроллер подключены к обеим.

iSCSI использует Ethernet: те же принципы, но вместо фабрик — две подсети или два физически разных коммутатора, jumbo frames (MTU 9000) по всей цепочке и отдельные VLAN. NVMe-oF переносит протокол NVMe по сети (RoCE, NVMe/TCP, FC-NVMe) и сокращает задержку для all-flash массивов.

Протоколы SAN: сравнение

Протокол	Скорости портов	Оборудование	Плюсы	Минусы
Fibre Channel	8G, 16G, 32G, 64G	FC-коммутаторы, HBA, FC-трансиверы	Предсказуемая задержка, зрелая экосистема, изоляция от LAN	Отдельная сеть и компетенции
iSCSI	10G, 25G, 40G, 100G	Ethernet-коммутаторы и сетевые карты	Дешевле, привычные сетевые инструменты	Нужна тщательная настройка, чувствителен к потерям пакетов
NVMe/TCP	25G–100G	Ethernet, поддержка в ОС и массиве	Низкая задержка без специальных сетей	Нужны свежие версии ОС и прошивок
NVMe/RoCE	25G–100G	Адаптеры RDMA, коммутаторы с PFC/ECN	Минимальная задержка	Сложная настройка сети без потерь
FC-NVMe	32G, 64G	Современные FC-фабрики и HBA	NVMe поверх существующего FC	Требует поддержки на всех узлах

FCoE (Fibre Channel поверх Ethernet) на практике уступил место iSCSI и NVMe-oF и в новых проектах встречается редко.

Объектное хранение и гиперконвергенция

Объектное хранилище отдаёт данные не файлами и не блоками, а объектами по HTTP-протоколу S3. Оно масштабируется до петабайт, хорошо подходит для бэкапов (многие системы резервного копирования пишут прямо в S3), архивов, видео и наборов данных для машинного обучения. Реализации — Ceph RGW, MinIO и функции старших СХД.

Гиперконвергентная инфраструктура (HCI) объединяет вычисления и хранение в одних серверах: в каждом узле стоят свои SSD (DAS), программный слой собирает их в общее хранилище с репликацией между узлами. Плюсы — масштабирование узлами и отсутствие отдельного массива. Минусы — каждая запись уходит по сети на соседние узлы, поэтому нужна сеть 25G и выше, а ёмкость растёт только вместе с вычислителями.

Как выбрать архитектуру: 7 шагов

Перечислите нагрузки и их тип доступа: ВМ и СУБД — блоки, общие папки — файлы, бэкап и архив — файлы или объекты.
Оцените число серверов, которым нужна общая ёмкость. Один сервер — DAS, 2–4 хоста рядом — массив с прямым SAS, больше — SAN.
Посмотрите на существующую сеть: есть ли свободные порты 10/25G, FC-коммутаторы, компетенции администраторов.
Сформулируйте требования к задержке: для OLTP-баз нужна задержка до 1 мс, это all-flash по FC или NVMe-oF.
Определите требования к защите данных: снапшоты, репликация на вторую площадку, допустимые RPO и RTO.
Посчитайте ёмкость и рост на 3–5 лет, выберите тип массива — см. как выбрать СХД.
Проверьте совместимость: матрицы поддержки гипервизора, HBA и прошивок массива.

Задача → архитектура

Задача	Рекомендуемая архитектура	Комментарий
Один сервер 1С или файловый сервер	DAS: SSD в RAID 1/10	Проще и быстрее любой сети
Кластер из 2–3 хостов виртуализации	Массив с прямым SAS или iSCSI 10/25G	Без FC-коммутаторов
Кластер на 4–20 хостов	SAN: FC 32G или iSCSI 25G, all-flash	Две фабрики, multipath
Общие папки на сотни пользователей	NAS или унифицированная СХД, SMB 3	Квоты, снапшоты, интеграция с AD
Бэкап и долгосрочный архив	NAS на HDD или объектное S3	Неизменяемые копии от шифровальщиков
Масштабирование узлами, филиалы	HCI на DAS (vSAN, Ceph)	Сеть 25G и выше между узлами
Аналитика, обучение моделей	All-NVMe с NVMe-oF или параллельная ФС	Сеть 100G и выше

Сеть хранения: что закупить вместе с массивом

Адаптеры в серверы: FC HBA 16G/32G (Emulex LPe, QLogic QLE) или сетевые карты 10/25G; по два порта на хост для multipath.
Коммутаторы: две FC-фабрики или два Ethernet-коммутатора с буферами, достаточными для трафика хранения. Подбор — в гайде как выбрать коммутатор.
Трансиверы и кабели: FC-модули нужной скорости, SFP28 для 25G Ethernet, DAC-кабели для коротких соединений внутри стойки, многомодовые патч-корды OM3/OM4. Совместимость модулей — в статье SFP и QSFP.
Лицензии портов на FC-коммутаторах: часть портов может быть не активирована.
Кабели SAS (Mini-SAS HD) для полок и прямого подключения.

Типичные ошибки

Отдавать базы данных по SMB или NFS без проверки, что СУБД поддерживает такое размещение.
Строить SAN на одном коммутаторе или одной фабрике.
Пускать iSCSI в одну VLAN с пользователями и забывать про MTU по всей цепочке.
Не настраивать зонирование FC: все хосты видят все порты массива.
Выбирать HCI для кластера, где нужна только ёмкость, а вычислений хватает.
Считать снапшоты на том же NAS полноценным бэкапом.
Ставить HBA и коммутаторы с прошивками вне матрицы совместимости массива.

Что учесть при закупке

В запросе укажите выбранную архитектуру, протокол и скорость портов, число хостов, требуемую полезную ёмкость и тип дисков. Для FC-сети перечислите модели HBA и коммутаторов, для iSCSI — модели сетевых карт. Для расширения существующей системы нужны партномера массива, полок, дисков и трансиверов.

Проверьте комплектность: контроллеры, блоки питания, кабели SAS, модули SFP в портах, рельсы, активные лицензии портов. Для б/у оборудования оговорите тестирование, гарантию и сроки поставки позиций под заказ. Массивы и полки — в разделе Системы хранения, диски — в разделе Накопители.

Смотреть схд и nas в наличии →

Вопросы по теме

В чём разница SAN и NAS?

SAN отдаёт блочные тома по FC, iSCSI или NVMe-oF, файловую систему на них создаёт сервер — так работают СУБД и гипервизоры. NAS отдаёт готовые файлы по NFS или SMB, файловой системой управляет само хранилище. Унифицированные СХД поддерживают оба режима.

Что такое DAS?

Direct Attached Storage — диски внутри сервера или в полке, подключённой к одному серверу через SAS. Это самый быстрый и простой вариант без сети хранения. Ограничение — ёмкость нельзя гибко раздать другим серверам.

FC или iSCSI для SAN?

FC даёт выделенную сеть с предсказуемой задержкой и нужен нагруженным СУБД и крупным кластерам. iSCSI работает по обычному Ethernet 10/25G и дешевле во внедрении. При грамотной настройке iSCSI с отдельными VLAN и двумя подсетями закрывает большинство задач малого и среднего бизнеса.

Можно ли хранить виртуальные машины на NAS?

Да, VMware ESXi поддерживает датасторы NFS, а Hyper-V — SMB 3. Это удобно в управлении, но для нагруженных баз внутри ВМ блочный доступ по FC или iSCSI обычно даёт меньшую задержку. Решение зависит от возможностей конкретного массива.

Что такое NVMe-oF?

NVMe over Fabrics — протокол NVMe, перенесённый по сети: через Ethernet (RoCE или NVMe/TCP) или Fibre Channel (FC-NVMe). Он сокращает накладные расходы по сравнению с iSCSI и SCSI поверх FC. Нужен all-flash массив и поддержка на стороне ОС и адаптеров.

Что такое зонирование в FC?

Зонирование на FC-коммутаторе определяет, какие порты серверов видят какие порты массива. Оно изолирует хосты друг от друга и защищает от ошибок. Дополнительно на массиве настраивают маскирование LUN — какой том виден какому хосту.

Чем гиперконвергенция отличается от SAN?

В HCI хранение собрано из дисков самих серверов, программный слой реплицирует данные между узлами по сети. В SAN ёмкость находится в отдельном массиве с собственными контроллерами. HCI проще масштабировать узлами, SAN — гибче по ёмкости и независим от вычислителей.

Зачем нужно объектное хранилище S3?

Оно хранит данные объектами с метаданными и масштабируется практически без ограничений по числу файлов. Подходит для бэкапов, архивов, видео и наборов данных. Многие системы резервного копирования умеют писать в S3 с защитой от изменения копий.

Нужен ли multipath при подключении к СХД?

Да, для продуктивных систем обязательно. Два пути от каждого сервера через разные коммутаторы к разным контроллерам массива позволяют пережить отказ порта, кабеля, коммутатора или контроллера без остановки ВМ. В ESXi, Windows и Linux драйверы многопутевого доступа встроены.