Данные можно хранить локально, на сетевом устройстве или в облаке. Разбираемся в NAS, SAN, RAID и облачных технологиях.
Сетевое хранилище — это устройство или сервис, доступный по сети. Данные хранятся не на вашем компьютере, а на специальном сервере — и доступны с любого подключённого устройства.
От домашнего NAS до дата-центров Google — принцип один: данные разделены, продублированы и доступны по сети.
DAS, NAS, SAN — три подхода к хранению данных
Диск подключён напрямую к компьютеру (внутренний SSD, внешний USB-диск). Быстро, но данные доступны только с этого компьютера.
Отдельное устройство, подключённое к локальной сети. Работает как файловый сервер: подключается по Ethernet, предоставляет общую папку. Доступ с любого устройства в сети по протоколам SMB (Windows), NFS (Linux), AFP (macOS).
Выделенная высокоскоростная сеть между серверами и дисковыми массивами. Работает на уровне блоков (block-level), а не файлов. Используется в крупных дата-центрах. Протоколы: Fibre Channel, iSCSI.
| Тип | Уровень доступа | Протоколы | Скорость | Применение |
|---|---|---|---|---|
| DAS | Блоки / файлы | SATA, NVMe, USB | Максимальная | Персональный ПК |
| NAS | Файлы | SMB, NFS, FTP | Средняя (1–10 Гбит/с) | Малый бизнес, дом |
| SAN | Блоки | Fibre Channel, iSCSI | Высокая (16–128 Гбит/с) | Дата-центры, предприятия |
Synology или QNAP с 2–4 дисками. Бэкапы фото, медиатека, общий доступ для семьи. Стоит от 15 000 ₽.
NetApp, Dell EMC. Сотни дисков, дублирование контроллеров, скорость чтения — десятки ГБ/с. Стоит миллионы.
RAID 0, 1, 5, 10 — как объединить диски для скорости или надёжности
RAID (Redundant Array of Independent Disks) — технология объединения нескольких дисков в один логический массив для повышения скорости, надёжности или того и другого.
| Уровень | Принцип | Мин. дисков | Ёмкость | Отказоустойчивость | Скорость |
|---|---|---|---|---|---|
| RAID 0 | Чередование (stripe) | 2 | N × V | Нет | Максимальная |
| RAID 1 | Зеркалирование (mirror) | 2 | V | 1 диск | Чтение ×2, запись ×1 |
| RAID 5 | Чередование + чётность | 3 | (N−1) × V | 1 диск | Хорошая |
| RAID 6 | Чередование + 2 чётности | 4 | (N−2) × V | 2 диска | Хорошая |
| RAID 10 | Зеркало + stripe | 4 | (N/2) × V | 1 на зеркало | Высокая |
N — количество дисков, V — объём одного диска.
Данные разбиваются на блоки и записываются по очереди на каждый диск. Скорость чтения/записи удваивается, но если любой диск выйдет из строя — все данные потеряны.
Каждый байт записывается на оба диска одновременно. Если один диск сломается — данные останутся на втором. Ёмкость = объём одного диска (второй — копия).
Данные чередуются, как в RAID 0, но дополнительно вычисляется блок чётности (XOR). Он распределяется по всем дискам. При потере одного диска данные восстанавливаются из оставшихся + чётность.
Комбинация RAID 1 и RAID 0: диски разбиваются на пары-зеркала, а данные чередуются между парами. Быстро и надёжно, но «стоит» половина ёмкости.
Яндекс Диск, Google Drive, Dropbox — чужие компьютеры
Облачное хранилище — сервис, где данные хранятся на серверах провайдера и доступны через Интернет. Вы платите за объём, провайдер обеспечивает надёжность.
| Модель | Что получаете | Примеры |
|---|---|---|
| IaaS | Виртуальные серверы + диски (инфраструктура) | Yandex Cloud, AWS EC2, Selectel |
| PaaS | Платформа для разработки + хранилище | Google App Engine, Heroku |
| SaaS | Готовое приложение для хранения файлов | Яндекс Диск, Google Drive, Dropbox, OneDrive |
P2P, блокчейн, Hadoop — данные без единого центра
Данные разбиваются на блоки и распределяются по множеству узлов. Каждый блок дублируется на нескольких узлах. Если один сервер выходит из строя — данные берутся с другого.
Выберите уровень RAID и посмотрите, как данные распределяются по дискам. Нажмите на диск, чтобы «сломать» его и увидеть, выживут ли данные.