NAS คืออะไร ? NAS ทำงานอย่างไร ? มีกี่ประเภท ? พร้อมข้อดี-ข้อเสีย

NAS คืออะไร ? (What is NAS ?)

อุปกรณ์ที่เรียกว่า "แนส (NAS)" หรือชื่อเต็ม ๆ ของมันคือ "Network-Attached Storage" เป็นอุปกรณ์เก็บข้อมูลชนิดหนึ่ง ที่นิยมใช้งานภายในองค์กร, บริษัท หรือคนที่มีไฟล์ต้องเก็บเป็นจำนวนมาก แต่สำหรับคนทั่วไปอาจไม่คุ้นเคยกับมันมากนัก

แต่ปัจจุบันนี้ ความนิยมในการใช้งาน NAS นั้นก็ดูเหมือนจะแพร่หลายมากขึ้น อาจด้วยราคาของ NAS ที่มีตัวเลือกราคาประหยัดเพิ่มมากขึ้น หรือจะด้วยปริมาณ และขนาดของไฟล์ดิจิทัลที่ตัวเลขพุ่งสูงขึ้นเรื่อย ๆ 

NAS ช่วยให้การบริหารจัดการ และเก็บไฟล์มีความสะดวกสบาย เข้าถึงได้ง่าย ในบทความนี้ก็จะมาอธิบายว่า NAS คืออะไร ? ทำงานอย่างไร ?

NAS คืออะไร ? (What is Network-Attached Storage ?)

Network-Attached Storage หรือ NAS หากเป็นภาษาไทยโดยตรง ก็จะหมายความถึง "การจัดเก็บข้อมูลแบบเชื่อมต่อเครือข่าย" มันคืออุปกรณ์ที่หน้าที่เป็นเซิร์ฟเวอร์ที่ใช้ในการจัดเก็บข้อมูล โดยตัวมันจะเชื่อมต่อกับเครือข่ายคอมพิวเตอร์ เพื่อให้อุปกรณ์ที่รองรับสามารถเข้าถึงไฟล์ที่อยู่บนเซิร์ฟเวอร์ได้ ไม่ว่าจะเป็นคอมพิวเตอร์, สมาร์ทโฟน, สมาร์ททีวี ฯลฯ

ทั้งนี้ คำว่า "NAS" สามารถหมายความถึงได้ตัวเทคโนโลยี, ระบบที่เกี่ยวข้อง หรืออุปกรณ์ที่ถูกสร้างขึ้นมาเพื่อทำงานในลักษณะดังกล่าวด้วย

ภาพจาก : https://community.fs.com/article/storage-area-network-san-vs-network-attached-storage-nas.html

NAS เป็นอุปกรณ์ที่ถูกปรับแต่งมาให้เหมาะสมกับการบริหารไฟล์โดยเฉพาะ ไม่ว่าจะเป็นในด้านฮาร์ดแวร์, ซอฟต์แวร์ หรือการปรับแต่งค่า ในทางเทคนิคแล้วมันก็ถือเป็นคอมพิวเตอร์ชนิดหนึ่ง นั่นทำให้บางคนก็เลือกที่จะนำคอมพิวเตอร์เครื่องเก่าที่ไม่ได้ใช้แล้วมาปรับแต่งเพื่อสร้างเป็น NAS ก็ได้

โดยหนึ่งในคุณสมบัติที่จำเป็นต่อการทำหน้าที่เป็น NAS ได้คือ ต้องมี ไดร์ฟจัดเก็บข้อมูล ได้อย่างน้อย 1 ตัว และนิยมนำหลายไดร์ฟมาทำระบบ RAID โดยมันเป็นเทคโนโลยีจำลองไดร์ฟเก็บข้อมูลขนาดใหญ่ ด้วยการนำฮาร์ดไดร์ฟ (Hard Drive) ขนาดเล็ก ที่สามารถเป็นได้ทั้ง ฮาร์ดดิสก์ไดร์ฟ (Hard Disk Drive - HDD) หรือจะเป็น อุปกรณ์เก็บข้อมูลแบบ SSD จำนวนหลายตัว มาต่อรวมกันเป็นไดร์ฟใหม่อย่างน้อยหนึ่งตัว

NAS ทำงานอย่างไร ? (How does Network-Attached Storage work ?)

Network-Attached Storage หรือ NAS เป็นเทคโนโลยีสำหรับจัดเก็บไฟล์ที่ถูกพัฒนาขึ้นมาเพื่อช่วยให้ผู้ใช้งาน และอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่เชื่อมต่อกับเครือข่าย สามารถเข้าถึง หรือดึงข้อมูลจากไดร์ฟเก็บข้อมูลของ NAS ได้ ซึ่งทำให้ตัว NAS ต้องมีระบบสำหรับบริหาร และจัดการสิทธิ์ อำนาจของผู้ใช้งานด้วย ถึงหน้าตา NAS จะดูเหมือนเป็นแค่กล่องที่มีช่องสำหรับเสียบ ฮาร์ดไดร์ฟ แต่ในความเป็นจริงแล้วมันมีฮาร์ดแวร์ที่ไม่แตกต่างไปจากคอมพิวเตอร์เลย องค์ประกอบที่สำคัญจะมีดังต่อไปนี้

หน่วยประมวลผลกลาง (CPU)

อย่างที่เราได้อธิบายไปแล้วว่า NAS ก็เหมือนกับคอมพิวเตอร์ ดังนั้น หน่วยประมวลผลกลาง หรือ CPU จึงเป็นสิ่งที่ขาดไปไม่ได้เลย มันทำหน้าที่ในการประมวลผลระบบปฏิบัติการของ NAS ที่จำเป็นต่อการควบคุมการอ่าน และเขียนข้อมูล, จัดการสิทธิ์ในการเข้าถึงไฟล์ของผู้ใช้ หรือการทำงานร่วมกับระบบเก็บข้อมูลบน คลาวด์ (Cloud) ทั้งนี้ตัว CPU ของ NAS มักจะออกแบบมาให้มีประสิทธิภาพสูง แต่ใช้พลังงานในการทำงานต่ำ 

ส่วนเชื่อมต่อกับเครือข่าย (Network Interface)

ชื่อของมันก็บอกอยู่แล้วว่าเป็น "อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลแบบเชื่อมต่อเครือข่าย" ดังนั้น มันจึงต้องมีส่วนเชื่อมต่อกับเครือข่ายได้ด้วย หรือ Network Interface หากเป็น NAS ขนาดเล็กที่ออกแบบมาสำหรับใช้งานส่วนตัว หรือตามบ้าน ก็อาจจะเชื่อมต่อผ่าน พอร์ต USB หรือ ไวไฟ (Wi-Fi) ในขณะที่ NAS ขนาดใหญ่ที่ใช้ในระดับองค์กร จะเชื่อมต่อผ่าน สาย Ethernet (สาย LAN) เพื่อให้กำหนดค่า หมายเลขที่อยู่ไอพี (IP Address) แบบตายตัวได้ ซึ่งเป็นเรื่องจำเป็นต่อการทำงานในหลายสถานการณ์

ที่เก็บข้อมูล (Storage)

NAS ทุกตัวจะต้องมีไดร์ฟสำหรับใช้ในการเก็บข้อมูล โดยส่วนใหญ่แล้วจะนิยมใช้ ฮาร์ดดิสก์ไดร์ฟ (HDD) ในการเก็บข้อมูลด้วยเหตุผลด้านอายุการใช้งาน และอาจมี อุปกรณ์เก็บข้อมูลแบบ SSD ด้วย เพื่อช่วยเพิ่มความเร็วในการทำงาน ซึ่งในการจัดเก็บข้อมูลของ NAS จะมีอยู่หลายระบบ ที่ถูกนำมาใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงาน และสำรองข้อมูลด้วย เช่น การทำ RAID ทั้งนี้ หน้าที่ในการจัดการระบบ RAID เป็นของ CPU 

ภาพจาก : https://www.ubuy.co.th/th/product/19USO3LLS-new-ultra-silence-nas-4-bay-k3-chassis-cable-management-system-pc-gaming-computer-case

ระบบปฏิบัติการ (OS)

ไม่ต่างอะไรจากคอมพิวเตอร์ NAS จะมีระบบปฏิบัติการที่คอยควบคุมการทำงานของฮาร์ดแวร์ และดูแลข้อมูลให้เครื่อง Clients เข้าถึงไฟล์ต่าง ๆ ได้ รวมถึงระบบจัดการผู้ใช้ นอกจากนี้ NAS ยังมีแอปพลิเคชันต่าง ๆ อยู่ในตัวด้วย เพื่อช่วยอำนวยความสะดวกให้แก่ผู้ใช้ ตัวอย่างระบบปฏิบัติการของ NAS ก็อย่างเช่น Netgear ReadyNAS, QNAP QTS, Zyxel FW หรือ TrueNAS Core

ภาพจาก : https://kb.netgear.com/7016/ReadyNAS-OS-6-File-sharing-protocols-supported

ประเภทของ NAS (Types of Network-Attached Storage Devices)

หากพิจารณาจากรูปแบบของอุปกรณ์ NAS แล้ว เราจะสามารถแบ่งมันได้ออกเป็น 3 ประเภท ดังต่อไปนี้

1. Computer-based NAS

เป็นการนำคอมพิวเตอร์ ซึ่งอาจจะเป็นเครื่องเซิร์ฟเวอร์ หรือ เครื่อง PC ที่ใช้ CPU ของ Intel หรือ AMD ก็ได้ นำมาติดตั้งซอฟต์แวร์ทำเซิร์ฟเวอร์ประเภท FTP, SMB, AFP ฯลฯ 

Computer-based NAS เป็น NAS ที่ใช้พลังงานในการทำงานสูงที่สุด แต่ก็มีข้อดีตรงที่ตัวฮาร์ดแวร์มีประสิทธิภาพสูงมาก ทำให้รองรับการทำงานของคุณสมบัติได้หลากหลาย

2. Embedded-System-Based NAS

นี่เป็น NAS ที่เลือกใช้ CPU ที่เป็นสถาปัตยกรรมแบบ Advanced RISC Machines (ARM) หรือ Microprocessor without Interlocked Pipelined Stages (MIPS) ซึ่งประสิทธิภาพสูงแต่ใช้พลังงานต่ำ เนื่องจากมันลดจำนวนคำสั่งที่ต้องใช้ในการประมวลผลให้น้อยลง ในส่วนของซอฟต์แวร์ก็จะใช้ระบบปฏิบัติการแบบฝังตัวหรือ Real-Time Operating System (RTOS) ในการทำงานของเซิร์ฟเวอร์ NAS

ข้อดีของ NAS ประเภทนี้คือ ใช้พลังงานในการทำงานต่ำมาก แต่ก็มีคุณสมบัติการทำงานที่เพียงพอต่อความต้องการของผู้ใช้งานทั่วไป 

ขออนุญาตอธิบายเพิ่มเติมในส่วนของอัตราการใช้พลังงานเสริมสักเล็กน้อย ว่ามันสำคัญอย่างไร ? คือ NAS เป็นเซิร์ฟเวอร์เก็บไฟล์ โดยทั่วไปแล้วมันมักจะถูกเปิดให้ทำงานตลอดแบบ 24/7 ทีนี้ลองนึกภาพว่าการเปิดคอมพิวเตอร์ต่อเนื่องแบบนั้นมันเปลืองไฟขนาดไหน ? ซึ่ง NAS ในรูปแบบ Embedded-system-based NAS จะค่อนข้างประหยัดไฟกว่าแบบแรก โดยเฉลี่ย NAS ขนาดเล็กที่รองรับฮาร์ดไดร์ฟ 2-4 ตัว จะใช้ไฟในขณะที่ทำงานประมาณ 30W และขณะสแตนบายประมาณ 10W

สมมติว่า NAS ของคุณใช้พลังงาน 30W และเปิดใช้งานดลอดเวลา 24 ชั่วโมง

• กำลังไฟฟ้า:30 W
• เวลาใช้งาน: 24 ชั่วโมง × 30 วัน = 720 ชั่วโมง/เดือน
• คิดค่าไฟที่ 4 บาท/kW-hr

ดังนั้น ค่าไฟฟ้าต่อเดือนจะเป็น 30 x 720 x 4 / 1000 = 86.4 บาท ซึ่งถือว่าไม่แพงมากนักเมื่อเทียบกับค่าใช้จ่ายอื่น ๆ

3. ASIC-Based NAS

Application Specific Integrated Circuit หรือ ASIC เป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่รวมฟังก์ชันการทำงานเอาไว้ในตัว ถูกออกแบบมาเพื่อให้มันทำงานแบบเจาะจงเพียงอย่างเดียว ในกรณีนี้ก็คือทำหน้าที่เป็น NAS นั่นเอง

ASIC-based NAS ใช้ฮาร์ดแวร์ในการทำงานของ TCP/IP และระบบไฟล์ ไม่มีระบบปฏิบัติการควบคุม เนื่องจากใช้ฮาร์ดแวร์ในการทำงานเป็นหลัก ประสิทธิภาพสูง ใช้พลังงานในการทำงานต่ำ แต่ลูกเล่นน้อยมาก รองรับการทำงานแค่ SMB และ FTP เท่านั้น

ประวัติความเป็นมาของ NAS (History of Network-Attached Storage)

ค.ศ. 1980 (พ.ศ. 2523)

ย้อนกลับไปในช่วงเริ่มต้นของยุค ค.ศ. 1980 (พ.ศ. 2523) Brain Randell และเพื่อนร่วมงานที่มหาวิทยาลัยนิวคาสเซิล (Newcastle University) ได้พัฒนา "Newcastle Connection (หรือ UNIX United)" มันเป็นซอฟต์แวร์ที่ช่วยให้อุปกรณ์ต่าง ๆ เชื่อมต่อหากันได้เหมือนกับระบบยูนิกซ์ (Unix-Like) แต่ระบบนี้ยังไม่สามารถแยกแยะระดับผู้ใช้ กับผู้ดูแลระบบได้ ซึ่งภายหลังมันได้เป็นกลายเป็นบรรพบุรุษของ Network File System (NFS) ของ Sun Microsystems

ค.ศ. 1984 (พ.ศ. 2527)

การมาถึงของ NFS ในปี ค.ศ. 1984 (พ.ศ. 2527) ได้ช่วยให้ในเครือข่ายสามารถมีเครื่องเซิร์ฟเวอร์ สำหรับแบ่งปันพื้นที่จัดเก็บข้อมูลให้กับอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกับเครือข่ายอยู่ได้ เป็นผลให้บริษัท 3Com ซึ่งเป็นผู้เชี่ยวชาญด้านอุปกรณ์เครือข่ายพัฒนา 3Server และ 3+Share ออกมาจำหน่าย และ Microsoft ก็พัฒนาซอฟต์แวร์ และโปรโตคอล (Protocol) LAN Manager ขึ้นมาเพื่อรองรับการทำงานของ NFS

ความสำเร็จของระบบเซิร์ฟเวอร์สำหรับเก็บไฟล์ ได้กลายเป็นแรงบันดาลใจให้บริษัทเทคโนโลยีอย่าง IBM, Sun และอีกหลายบริษัทต่างพัฒนาเซิร์ฟเวอร์เก็บไฟล์ออกมาแข่งขัน โดยมี 3Com เป็นรายแรกที่เปิดตลาด NAS สำหรับคอมพิวเตอร์

ค.ศ. 1990 (พ.ศ. 2533)

Auspex Systems เป็นเซิร์ฟเวอร์ NFS ตัวแรก ที่ถูกพัฒนาขึ้นมาสำหรับใช้กับระบบปฏิบัติการ UNIX โดยเฉพาะ แต่ภายหลังในช่วงปี ค.ศ. 1990 (พ.ศ. 2533) กลุ่มวิศวกรของ Auspex ได้แยกตัวออกไปผลิต NetApp FAS ที่สามารถรองรับได้ทั้งโปรโตคอล Windows SMB และ UNIX NFS แถมยังรองรับการขยายขนาด และสามารถปรับแต่งรวมเข้ากับระบบได้ ซึ่งนี่เป็นจุดเริ่มต้นของระบบ NAS ที่มีกรรมสิทธิ์ (Proprietay) เพราะความสำเร็จของมันช่วยให้ NetApp และ EMC Celerra ครองความเป็นผู้นำตลาดได้ในช่วงเวลานั้น 

NetApp FAS3240-R5
ภาพจาก : https://en.wikipedia.org/wiki/NetApp_FAS

ค.ศ. 2000 (พ.ศ.2543)

พอย่างเข้าปี ค.ศ. 2000 (พ.ศ.2543) มีสตาร์ทอัปหลายแห่งเกิดขึ้นเพื่อเสนอทางเลือกใหม่สำหรับโซลูชันการจัดเก็บข้อมูลแบบไฟล์เดียวในรูปแบบของ NAS แบบคลัสเตอร์ (Clustered NAS) โดยมันเป็น NAS ที่มีอุปกรณ์ NAS หลายตัว รวมกันทำงานร่วมกันภายใต้ระบบเดียว เพื่อเพิ่มความสามารถในการจัดเก็บข้อมูล และการเข้าถึงข้อมูลให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น

ค.ศ. 2009 (พ.ศ. 2552)

ในปี ค.ศ. 2009 (พ.ศ. 2552) ผู้ผลิต NAS หลายเจ้า นำโดย CTERA Networks และ Netgear เริ่มนำบริการสำรองข้อมูลออนไลน์เข้ามาผสานกับ NAS เพื่อช่วยในการกู้ข้อมูลแบบออนไลน์

ค.ศ. 2021 (พ.ศ. 2564)

ตัดภาพมาในปี ค.ศ. 2021 (พ.ศ. 2564) มีระบบ NAS ที่ได้รับความนิยมอยู่ 3 ประเภทใหญ่ ๆ ดังต่อไปนี้ (ทั้งหมดมีตัวเลือกแบบ Hybrid Cloud ที่เป็นการเก็บข้อมูลภายใน NAS ตัวหลัก ร่วมกับ NAS ตัวอื่น ๆ หรือบน Cloud)

1. ประเภทแรก

ประเภทแรกจะเน้นเจาะกลุ่มผู้บริโภคทั่วไป ก็มักจะรองรับการถอดสลับใส่ฮาร์ดไดร์ฟแบบ Hot Plug (แบบที่สามารถถอดเปลี่ยนได้ในขณะที่ระบบทำงานอยู่ โดยไม่ต้องปิดเครื่องก่อน) ได้ 1-5 ตัว

2. ประเภทที่สอง

ประเภทที่สองจะเน้นไปที่ธุรกิจขนาดเล็กจนถึงกลาง โดยมักจะอยู่ในทรงตึก (Tower) หรือแบบติดตั้งในตู้แร็ค (Rack Mount) เพราะว่ามันต้องรองรับฮาร์ดไดร์ฟจำนวนที่มากขึ้น ตั้งแต่ 2-24 ตัวขึ้นไป

3. ประเภทที่สาม

ประเภทที่สาม หรือประเภทสุดท้ายคือ NAS ที่ผลิตมาเพื่อการใช้งานในระดับองค์กร หรือธุรกิจขนาดใหญ่ โดยมันจะมาพร้อมกับซอฟต์แวร์ที่มีคุณสมบัติบริหารไฟล์ระดับสูง

ข้อดี-ข้อสังเกตของ NAS (Pros and Cons of Network-Attached Storage)