Sự khác biệt giữa NAS, DAS và SAN – Sử dụng như nào cho phù hợp

Giới thiệu: Tại sao cần hiểu rõ NAS, DAS và SAN

Trong kỷ nguyên số, dữ liệu là tài sản quý giá nhất của mọi tổ chức.

Thực tế cho thấy, lượng dữ liệu sản sinh ra đang tăng theo cấp số nhân, từ các tệp văn phòng, email, cho đến dữ liệu lớn (Big Data) và hệ thống ảo hóa phức tạp. Điều này đặt ra nhu cầu lưu trữ không chỉ phải lớn mà còn cần có tốc độ truy cập nhanh và khả năng chia sẻ linh hoạt.

Tuy nhiên, một vấn đề thường gặp là sự nhầm lẫn giữa ba mô hình lưu trữ cốt lõi: DAS (Direct Attached Storage), NAS (Network Attached Storage) và SAN (Storage Area Network). Việc lựa chọn sai hệ thống lưu trữ có thể dẫn đến hiệu suất kém, chi phí mở rộng đắt đỏ và lãng phí tài nguyên.

Mục tiêu của bài viết này là làm rõ bản chất, sự khác biệt về cấu trúc, cách hoạt động và ứng dụng thực tế của ba mô hình này, giúp bạn đưa ra quyết định đầu tư tối ưu nhất.

Hiểu đúng bản chất của từng hệ thống

DAS (Direct Attached Storage) – Lưu trữ gắn trực tiếp

DAS là mô hình lưu trữ cơ bản và đơn giản nhất.

• Cấu trúc: Thiết bị lưu trữ (ổ cứng HDD/SSD) được kết nối trực tiếp với một máy chủ (Server) hoặc máy trạm (Workstation) thông qua các giao diện như SATA, SAS hoặc USB/Thunderbolt (đối với các thiết bị ngoại vi).

• Cách hoạt động: Máy chủ/máy trạm xem DAS như là ổ đĩa cục bộ của chính mình. Sự truy cập dữ liệu diễn ra ở cấp độ Block-level (máy chủ điều khiển trực tiếp các khối dữ liệu).
• Ưu điểm: Đơn giản, chi phí thấp, và cho hiệu suất cao do không bị giới hạn bởi mạng.
• Hạn chế: Không chia sẻ được giữa nhiều máy chủ/người dùng khác nhau một cách dễ dàng và khả năng mở rộng bị giới hạn bởi số lượng cổng kết nối trên máy chủ.
• Ứng dụng điển hình: Máy chủ đơn lẻ, máy trạm cá nhân hiệu năng cao, camera server nhỏ.

NAS (Network Attached Storage) – Lưu trữ qua mạng

NAS là một thiết bị lưu trữ chuyên dụng, hoạt động như một “ổ đĩa cứng khổng lồ” được kết nối vào mạng.

• Cấu trúc: NAS là một thiết bị độc lập (thường là một hộp máy có nhiều khay đĩa) có hệ điều hành riêng, được kết nối vào mạng LAN thông qua cổng Ethernet.
• Cách hoạt động: NAS cung cấp truy cập dữ liệu ở cấp độ File-level (truy cập các tập tin và thư mục) sử dụng các giao thức mạng phổ biến như SMB/CIFS (cho Windows), NFS (cho Linux/Unix) hoặc FTP/HTTP.
• Ưu điểm: Chia sẻ dễ dàng giữa nhiều người dùng/hệ điều hành, truy cập linh hoạt từ xa và hỗ trợ sao lưu dữ liệu tập trung.
• Hạn chế: Hiệu năng bị giới hạn bởi băng thông mạng LAN (thường là 1GbE hoặc 10GbE). Khi có nhiều người truy cập cùng lúc, tốc độ có thể bị chậm.
• Ứng dụng điển hình: Văn phòng nhỏ (SME), giải pháp làm việc nhóm, backup dữ liệu, lưu trữ media cá nhân/gia đình.

SAN (Storage Area Network) – Mạng lưu trữ tốc độ cao

SAN là giải pháp lưu trữ phức tạp và mạnh mẽ nhất, được thiết kế cho môi trường doanh nghiệp quy mô lớn.

• Cấu trúc: SAN là một mạng chuyên biệt (tách biệt khỏi mạng LAN thông thường) kết nối nhiều máy chủ với các thiết bị lưu trữ thông qua các bộ chuyển mạch (Switch). Các công nghệ kết nối chính là Fibre Channel (FC) hoặc iSCSI (sử dụng Ethernet).
• Cách hoạt động: SAN cung cấp truy cập dữ liệu ở cấp độ Block-level, cho phép máy chủ xem các vùng lưu trữ (LUN – Logical Unit Number) trong SAN như là ổ đĩa cục bộ của mình.
• Ưu điểm: Hiệu năng cực cao, độ trễ thấp, khả năng mở rộng linh hoạt và khả năng phục hồi thảm họa (HA/DR) tốt nhất.
• Hạn chế: Chi phí đầu tư cao (đặc biệt là Fibre Channel), cấu hình phức tạp và yêu cầu đội ngũ kỹ thuật chuyên môn.
• Ứng dụng điển hình: Data center, hệ thống ảo hóa (VMware, Hyper-V), cơ sở dữ liệu giao dịch tần suất cao, doanh nghiệp lớn.

So sánh NAS, DAS và SAN – Sự khác biệt cốt lõi

Sự khác biệt giữa ba mô hình này nằm ở kiến trúc và cách chúng giao tiếp với máy chủ.

Tiêu chí so sánh	DAS (Direct Attached Storage)	NAS (Network Attached Storage)	SAN (Storage Area Network)
Kiến trúc	Gắn trực tiếp vào máy chủ.	Thiết bị độc lập, gắn vào mạng LAN.	Mạng lưu trữ chuyên dụng.
Cấp độ truy cập	Block-level	File-level	Block-level
Giao thức	SATA, SAS, USB, Thunderbolt	SMB, NFS, FTP, HTTP	Fibre Channel (FC), iSCSI
Khả năng chia sẻ	Rất hạn chế (chỉ máy chủ cục bộ).	Cao, chia sẻ file dễ dàng qua mạng.	Cao, chia sẻ không gian Block (LUN)
Hiệu năng & Độ trễ	Rất cao, ổn định.	Trung bình, phụ thuộc vào băng thông mạng.	Cao nhất, độ trễ cực thấp.
Khả năng mở rộng	Khó khăn, giới hạn.	Dễ mở rộng dung lượng.	Rất linh hoạt và dễ mở rộng.
Chi phí đầu tư	Thấp nhất.	Trung bình.	Cao nhất.
Quy mô sử dụng	Cá nhân, Workstation, Server đơn.	Văn phòng nhỏ – vừa (SMB).	Doanh nghiệp lớn, Data Center.

Khác biệt cốt lõi: Cấp độ Truy cập (File vs Block)

Đây là điểm khác biệt quan trọng nhất:

• NAS hoạt động ở File-level: Nó quản lý dữ liệu dưới dạng các tệp và thư mục. Khi máy khách yêu cầu một tệp, NAS gửi toàn bộ tệp đó. Hệ điều hành trên NAS quản lý hệ thống tệp.
• SAN và DAS hoạt động ở Block-level: Dữ liệu được quản lý dưới dạng các khối (blocks). Khi máy chủ yêu cầu dữ liệu, nó giao tiếp trực tiếp với các khối. Máy chủ tự quản lý hệ thống tệp cho dữ liệu nó truy cập, khiến nó có cảm giác như đang sử dụng ổ đĩa cục bộ.

Cách lựa chọn hệ thống lưu trữ phù hợp

Việc lựa chọn không phải là tìm ra hệ thống nào “tốt nhất” mà là tìm ra hệ thống nào “phù hợp nhất” với nhu cầu và ngân sách của bạn.

Câu hỏi cần đặt ra trước khi chọn:

1. Dữ liệu dùng cho bao nhiêu người? (Quy mô chia sẻ)
2. Yêu cầu tốc độ truy cập và độ trễ là bao nhiêu? (Hiệu năng)
3. Ngân sách đầu tư ban đầu và khả năng mở rộng trong 3-5 năm tới? (Chi phí)
4. Hệ thống có cần tích hợp ảo hóa (VM) hoặc các ứng dụng doanh nghiệp quan trọng không?

Gợi ý lựa chọn theo tình huống:

• Cá nhân / Văn phòng nhỏ (Home Office): Chọn DAS (nếu chỉ cần lưu trữ cho 1-2 máy tính) hoặc NAS cơ bản (nếu cần chia sẻ file, backup ảnh/video cho nhiều người).
• Doanh nghiệp vừa (SMB): NAS cao cấp (với nhiều ổ đĩa và cổng 10GbE) là lựa chọn kinh tế nhất cho việc chia sẻ file tập trung. Nếu cần chạy một số máy chủ ảo (VM) yêu cầu hiệu năng, cân nhắc SAN iSCSI (giá thành thấp hơn FC).

• Doanh nghiệp lớn (Enterprise) / Data Center: SAN Fibre Channel hoặc Hybrid SAN-NAS là bắt buộc. SAN đảm bảo hiệu năng và tính sẵn sàng cho các ứng dụng lõi, còn NAS có thể dùng cho lưu trữ không cấu trúc (unstructured data) như file archive.

Xu hướng mới: Hybrid Storage

Hiện nay, các giải pháp Hybrid SAN-NAS (thiết bị có thể hỗ trợ cả truy cập Block và File) và SAN ảo (vSAN) đang trở nên phổ biến. Chúng giúp doanh nghiệp linh hoạt hơn, tận dụng ưu điểm của cả hai mô hình và tối ưu hóa chi phí.

Kết luận

NAS, DAS và SAN không phải là các mô hình “hơn thua” nhau, mà là các giải pháp được thiết kế để phục vụ các nhu cầu lưu trữ và quy mô kinh doanh khác nhau.

• DAS là tốc độ cục bộ.
• NAS là chia sẻ dễ dàng qua mạng tệp tin.
• SAN là hiệu năng tuyệt đối và khả năng mở rộng block-level cho ứng dụng quan trọng.

Hiểu rõ sự khác biệt giúp bạn tránh được những sai lầm tốn kém, tối ưu hóa hiệu suất, khả năng mở rộng và chi phí đầu tư lâu dài. Lựa chọn đúng mô hình lưu trữ chính là nền tảng vững chắc cho sự phát triển của hệ thống công nghệ thông tin trong doanh nghiệp.