NAS : Les bases du serveur de stockage en réseau

La base du travail en équipe est de pouvoir disposer des mêmes fichiers sur des ordinateurs différents. De nombreuses entreprises proposent à leurs employés un réseau informatique local (Local Area Network, LAN) constitué d’une plateforme de mémoire partagée. Une telle gestion de données présente de nombreux avantages car elle offre un service décentralisé où le système disque qui stocke les fichiers n’est accessible directement qu’aux ordinateurs auquel il est raccordé (Direct Attached Storage, DAS). Ces bases de données centrales permettent aux salariés d’une entreprise de travailler en équipe sur les mêmes documents ce qui évite ainsi la création et l’échange de documents souvent identiques. Un autre point positif est qu’administrer ces sauvegardes de données sur une plateforme de stockage centrale prend moins de temps que plusieurs disques.

Les réseaux de stockage (de l’anglais Storage Area Network, SAN) mais également les serveurs de stockage en réseau (NAS soit de l’anglais, Network Attached Storage) représentent une base technique pour ces fichiers centralisés. Ils dépendent de la taille du serveur de l’entreprise en question. NAS jouit depuis des années d’une grande popularité auprès des utilisateurs privés. Ces derniers apprécient la liberté de pouvoir gérer leurs photos, leurs vidéos mais également leurs bibliothèques de musique via différents terminaux (téléphones, tablettes, ordinateurs…). Contrairement aux serveurs de fichiers et aux solutions SAN dont les composants sont relativement coûteux et s’adressent principalement aux entreprises, le serveur NAS pour la maison est considéré comme une solution complète à prix abordable et dont la gestion est relativement simple. Mais qu’est-ce que NAS exactement ? Et à qui s’adresse ce concept de sauvegarde ?

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Qu’est-ce qu’un NAS ?

Le serveur de stockage en réseau est la traduction du Network Attached Storage, soit l’abréviation de NAS. Il décrit un dispositif de stockage dédié qui est connecté à un réseau local et qui se distingue des autres solutions de stockage par son faible coût ainsi que sa facilité de gestion.

Les systèmes NAS sont fournis par plusieurs fabricants tels que Synology, Seagate Technology, Netgear, QNAP, Buffalo voire même Western Digital et sont en général prêts à l’utilisation. Tous les composants matériels et logiciels sont fournis. Les groupes cibles sont les PMI et PME mais également les utilisateurs privés.

A la base, un NAS est élaboré comme un ordinateur normal. Sous le capot de la machine, on y trouve un câble d’alimentation et un ventilateur avec un processeur (ou unité centrale de traitement, UCT, en anglais central processing unit, CPU), de la mémoire vive (appelée RAM de l'anglais Random Access Memory, soit mémoire à accès direct) ainsi qu’une carte mère. Par ailleurs, le serveur de stockage en réseau dispose de jonctions telles qu’un réseau local, des connecteurs USB mais aussi un réseau local sans fil. Les éléments matériels et logiciels centraux qui servent pour la sauvegarde sont des supports de stockage de masse. Il s’agit de disques durs ou de SSDs (Solid State Drives) mais aussi de contrôleurs RAID (Redundant Array of Independant Disks, soit un ensemble redondant de disques indépendant,) dont le but est de constituer une unité de stockage logique à partir de plusieurs disques durs physiques. En ce qui concerne les logiciels, un système d’exploitation (en général Linux) et un logiciel NAS sont mis à disposition.

Fonctionnement d’un système NAS

Un système NAS constitue un serveur de fichiers optimisé pour la sauvegarde de données dans le réseau local (LAN). L’accès au LAN se réalise via le protocole de réseau de Windows SMB (Server Message Blocks). Les programmes NFS (Network File System, système de fichiers en réseau) ou FTP (File Transfer Protocol, protocole de transfert de fichiers) interviennent avec les protocoles de transmission pour les systèmes Linux. Les terminaux Apple misent quant à eux sur AFP (Apple Filing Protocol). De plus, de nombreux systèmes NAS peuvent être intégrés en tant que cible pour le logiciel Time Machine. Une fonction centrale du serveur de stockage en réseau est le contrôle d’accès sur les données sauvegardées. Une utilisation dans le cadre professionnel nécessite que les données soient protégées de certains utilisateurs, même si elles sont situées sur la même plateforme de stockage. Le travail de groupe est possible en créant des autorisations.

Le faible coût du serveur permet à NAS de s’adresser autant aux utilisateurs privés qu’aux petites entreprises (en anglais SOHO, soit Small Office, Home Office). Par ailleurs, face aux solutions alternatives, il présente l’avantage d’être simple d’utilisation, fiable et dépense peu d’énergie.

Administration

Contrairement aux serveurs de fichiers classiques, les amateurs d’informatique ont la possibilité de gérer un système NAS même sans connaissances particulières. Tous les réglages sur le serveur de stockage en réseau sont réalisés via un outil de configuration graphique qui peut être chargé sur le même réseau dans le navigateur Web d'un périphérique client. Le serveur de stockage en réseau est facilement accessible car les systèmes NAS peuvent être intégrés sur des ordinateurs. Aucun programme spécifique n’est nécessaire pour le transfert de données. Les smartphones, les chaînes hifi en réseau, les smart TV (ou télévision connectée) qui ne prennent pas en charge le partage de fichiers, peuvent y avoir accès en intégrant des serveurs de streaming tels que TwonkyMedia pour la musique, les photos ou les vidéos. C’est ainsi qu’un NAS pour la maison est considéré comme un support de stockage idéal.

Sécurité contre les pannes et disponibilité

Le facteur décisif lors de l’achat d’un serveur de stockage en réseau est le nombre de supports à disposition. Tandis que les appareils qui disposent d’un ou deux disques durs s’adressent aux utilisateurs privés, il existe d’autres solutions professionnelles sur le marché qui possèdent jusqu’à 12 fentes pour cartes mémoire. Ces outils professionnels permettent des architectures de stockage complexes qui, grâce à la redondance, sécurisent contre les pannes et veillent à fournir un grand débit de données. Ici, les fabricants misent sur les systèmes RAID sur lesquels les données sont partagées sur plusieurs supports de stockage de sorte que la fiabilité et la disponibilité du système NAS sont assurées même en cas de défaillance de disques durs. Les disques assemblés selon la technologie RAID peuvent être utilisés de différentes façons, ils sont appelés niveau RAID, soit RAID-0, RAID-1, RAID-5 et RAID-10.

  • RAID-0 : En ce qui concerne ce concept de sauvegarde, il ne s’agit pas ici d’un système RAID à proprement parler mais uniquement d’un « Array of Independent Disks » soit d’un ensemble de disques indépendants. Ces derniers peuvent être configurés de sorte qu’ils se partagent les tâches. Ainsi, les accès aux disques durs assemblés sont réalisés de manière parallèle, ce qui entraîne une augmentation de débit de données. La redondance de ces données ne peut être réalisée avec le niveau RAID-0.
  • RAID-1 : le niveau RAID-1 classe les données du contrôleur RAID parallèlement sur deux supports de stockage. Un tel miroir nécessite au moins deux disques durs. Les utilisateurs disposent de seulement la moitié de la capacité effective. Ainsi, on obtient une plus grande sécurité des données car si l’un des disques tombe en panne les données sont sauvegardées par l’autre.
  • RAID-5 : Si un système NAS dispose d’au moins trois disques durs, il s’agit alors d’un stockage de données de niveau RAID 5. Une telle architecture relie une tenue de données redondante avec un débit plus élevé via un fonctionnement en parallèle de plusieurs disques durs. Si ce concept de sauvegarde est choisi, le contrôleur créé des sommes de contrôle de blocs de données à chaque sauvegarde et enregistre ces bits de parité de manière isolée sur un disque adjacent. Ainsi, le contrôleur procède d’une telle manière que les données et les sommes de contrôle sont distribuées uniformément sur tous les supports de stockage. Si un disque tombe en panne, les informations perdues peuvent être reconstruites à partir des blocs de données existants. Les bits de parité font preuve au maximum d’un tiers de la capacité totale. Compte tenu des faibles coûts et de sa fiabilité, RAID 5 jouit d’une grande popularité.
  • RAID-01 et RAID-10 : il s’agit ici de combinaisons des deux niveaux RAID les plus populaires. Ils se réalisent avec au minimum quatre disques durs. Le système RAID- distribue les données de la même manière que le niveau 0 via au minimum deux disques, ce qui conformément au niveau 1 reflète le même nombre de disques. En ce qui concerne le niveau 10, les données sont d’abord reflétées puis distribuées. Quant à la sécurité des données, il faut privilégier le niveau 10 au niveau 01. En effet, ce dernier met en avant la rapide reconstruction et non la fiabilité. Pour les deux niveaux, les utilisateurs disposent seulement de la moitié de la capacité de sauvegarde.

Si les utilisateurs ne veulent plus attribuer leur NAS à un niveau RAID, on parle alors de JBOD (Just a Bunch of Disks). Dans ce cas, toute la capacité de stockage des disques durs est mise à disposition. Cependant, cela n’accroît pas la sécurité contre les panne ni la rapidité du débit de données.  

Il est conseillé aux utilisateurs qui utilisent des supports de stockage redondants de planifier régulièrement des sauvegardes. Les machines destinées à un usage professionnel mettent le protocole NDMP (Network Data Management Protocol) à disposition. Cela permet de contrôler les options de sauvegarde pour un système NAS par le biais d’un logiciel de sauvegarde. Une sauvegarde régulière est fréquemment réalisée sous la forme d’une synchronisation avec un deuxième système NAS, mais aussi avec un disque USB voire avec le cloud.

Coût et consommation d‘énergie

Sur le marché, il est possible de trouver des systèmes NAS qui incluent des disques durs ainsi que des boîtiers vides. Pour les derniers, les utilisateurs ont la possibilité de décider eux-mêmes de leur capacité de stockage dont ils ont besoin. Les emplacements libres permettent d’élargir le serveur de stockage en réseau. Alors que les appareils d’entrée de gamme sont à moins de 100 euros, un modèle professionnel performant qui comprend des supports de stockage peut coûter plusieurs milliers euros. Pour un usage professionnel, il est conseillé aux entreprises de prévoir un tel budget.

En comparaison aux serveurs traditionnels, les systèmes NAS modernes utilisent beaucoup moins d’énergie. Ceci est dû à la réduction de la fonction de sauvegarde. Beaucoup de dispositifs prennent en charge des stratégies d’économie d’énergie. Ainsi un réseau de veille veillera à ce que peu d’énergie soit consommée même si son fonctionnement est continu. En effet, le dispositif est réglé de telle sorte que les périodes inactives déclenchent le mode veille. Grâce à la fonction Wake on LAN (WoL), il est possible de provoquer la mise en marche d’un système NAS via le réseau.

Extensibilité

L’installation de logiciels supplémentaires est en général impossible sur un système NAS. Cependant, beaucoup de machines proposent, en dehors du stockage central de données, des fonctions supplémentaires telles que la mise en service de la machine en tant que serveur d’impression. Certains systèmes NAS permettent par ailleurs un accès à distance via Internet et peuvent être utilisés en tant que serveur Web, FTP ou de messagerie.


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