NAS (r1)

NAS는 네트워크에 연결된 하나 이상의 저장 장치를 통해 중앙 집중식 데이터 저장 및 접근 서비스를 제공하는 파일 수준의 컴퓨터 데이터 저장 장치이다. '네트워크 결합 스토리지' 또는 '네트워크 부착 스토리지'로 번역되며, 주로 이더넷과 같은 표준 네트워크를 통해 데이터에 접근한다. 이는 개별 서버에 직접 연결되는 DAS나 블록 수준의 데이터 저장을 제공하는 SAN과 구별되는 개념이다.

NAS의 주요 목적은 이기종 클라이언트(예: 윈도우, 맥OS, 리눅스 시스템)가 네트워크를 통해 파일을 쉽게 공유할 수 있도록 하는 것이다. 이를 위해 NAS 장치는 일반적으로 자체 IP 주소를 가지며, SMB, NFS, AFP와 같은 표준 파일 공유 프로토콜을 사용한다. 사용자나 응용 프로그램은 로컬 디스크에 접근하는 것과 유사한 방식으로 NAS에 저장된 파일을 열고 관리할 수 있다.

초기에는 기업 환경에서 파일 서버의 대안으로 도입되었으나, 디지털 콘텐츠의 증가와 함께 가정에서의 사진, 동영상, 문서 백업 및 멀티미디어 스트리밍을 위한 필수 장비로 자리 잡았다. 현대의 NAS는 단순한 파일 저장소를 넘어 클라우드 서비스 연동, 가상머신 호스팅, 비디오 감시 시스템 구축 등 다양한 응용 프로그램을 실행할 수 있는 플랫폼으로 진화하고 있다.

NAS의 개념은 1980년대 중반, 유닉스 워크스테이션과 이더넷 네트워크가 보급되면서 등장한 파일 서버에서 그 기원을 찾을 수 있다. 초기에는 고가의 범용 서버에 SCSI 디스크를 연결하여 네트워크 파일 공유를 구현했으나, 이는 비용이 높고 관리가 복잡한 단점이 있었다. 이러한 문제를 해결하기 위해 1990년대 초반, 네트워크 연결 스토리지라는 전용 장비의 개념이 정립되기 시작했다. 최초의 상용 NAS 어플라이언스는 1990년대 중반에 등장하여, 파일 공유 서비스를 제공하는 단일 목적의 장치로 자리 잡았다.

2000년대에 들어서면서 기가비트 이더넷의 보급과 하드 디스크 드라이브 용량의 급격한 증가는 NAS의 성능과 경제성을 크게 향상시켰다. 이 시기에는 RAID 기술이 NAS에 통합되어 데이터 보호 기능이 표준화되었고, 리눅스와 FreeBSD와 같은 오픈 소스 운영 체제를 기반으로 한 NAS 운영 체제가 개발되면서 제품의 다양성과 접근성이 높아졌다. 또한 CIFS/SMB와 NFS 프로토콜에 대한 지원이 강화되어 윈도우와 유닉스/리눅스 클라이언트 간의 원활한 파일 공유가 가능해졌다.

2010년대 이후 NAS는 단순한 파일 저장 장치를 넘어 종합적인 데이터 관리 및 서비스 플랫폼으로 진화했다. 가상화 및 클라우드 스토리지와의 통합[1], 실시간 동영상 트랜스코딩을 통한 멀티미디어 스트리밍, 가상 머신 호스팅, 그리고 다양한 비즈니스 애플리케이션(예: CRM, 메일 서버, 웹 서버)을 지원하는 기능이 추가되었다. 특히 SSD 캐싱 기술과 10기가비트 이더넷 지원은 고성능 요구를 충족시키는 데 기여했다.

NAS의 발전 과정을 연표로 정리하면 다음과 같다.

NAS의 핵심 구성 요소는 하드웨어 플랫폼, 네트워크 연결 인터페이스, 그리고 이를 운영하는 소프트웨어로 구분된다. 이러한 구성 요소들이 결합되어 네트워크를 통해 데이터 스토리지와 접근 서비스를 제공하는 독립적인 어플라이언스 역할을 한다.

하드웨어 측면에서, NAS 어플라이언스는 일반적으로 하나 이상의 하드 디스크 드라이브 또는 솔리드 스테이트 드라이브를 탑재한 베이(드라이브 베이), 이를 제어하는 중앙 처리 장치와 메모리, 그리고 네트워크 연결을 위한 네트워크 인터페이스 컨트롤러로 구성된다. 고성능 모델은 더 강력한 CPU와 대용량 RAM을 탑재하여 가상화나 데이터베이스 호스팅과 같은 작업을 처리한다. 내부 저장 장치들은 주로 RAID 기술을 통해 논리적인 하나의 스토리지 풀로 구성되어 데이터 보호와 성능 향상을 꾀한다.

네트워크 인터페이스 및 프로토콜은 NAS가 네트워크에 연결되고 클라이언트 장치와 통신하는 방식을 정의한다. 가장 일반적인 유선 인터페이스는 기가비트 이더넷이며, 10기가비트 이상의 고속 포트를 지원하는 모델도 증가하고 있다. 파일 공급을 위한 핵심 프로토콜은 TCP/IP 기반의 SMB/CIFS(주로 마이크로소프트 윈도우 환경), NFS(주로 유닉스/리눅스 환경), 그리고 AFP(애플 macOS 환경) 등이다. 이를 통해 이기종 운영 체제 간 파일 공유가 가능해진다.

운영 체제 및 파일 시스템은 NAS의 두뇌에 해당한다. NAS는 일반적으로 경량화된 리눅스 또는 FreeBSD와 같은 유닉스 계열 운영 체제를 기반으로 하며, 제조사가 개발한 전용 펌웨어 또는 OS를 탑재한다. 이 운영 체제는 파일 서비스, 사용자 인증, 디스크 관리, 그리고 웹 기반의 관리 인터페이스를 제공한다. 사용 데이터는 EXT4, Btrfs, ZFS 등의 파일 시스템에 저장되며, 이러한 파일 시스템은 스냅샷, 데이터 중복 제거, 자동 복구 같은 고급 데이터 관리 기능을 지원하기도 한다.

NAS의 핵심 가치는 단순한 저장 공간을 넘어 다양한 네트워크 기반 서비스를 제공하는 데 있다. 가장 기본적인 기능은 이더넷 네트워크를 통해 여러 사용자와 클라이언트 장치가 파일에 접근하고 공유할 수 있게 하는 것이다. 이를 위해 SMB, AFP, NFS와 같은 표준 네트워크 파일 공유 프로토콜을 지원한다. 또한, 물리적인 하드 디스크 드라이브를 논리적인 단일 저장 공간으로 묶는 스토리지 풀과 RAID 구성을 통해 데이터 보호와 성능 향상을 동시에 달성한다.

백업 및 복구 솔루션은 NAS의 중요한 서비스 중 하나이다. 네트워크에 연결된 개인 컴퓨터나 서버의 데이터를 정기적으로 NAS로 자동 백업할 수 있으며, 클라우드 스토리지 서비스와의 동기화 기능을 통해 3-2-1 백업 전략[2]을 쉽게 구현할 수 있다. 일부 NAS는 가상 머신이나 도커 컨테이너를 실행하여 웹 서버, 데이터베이스 서버, VPN 서버 등으로 활용할 수도 있다.

멀티미디어 관리와 스트리밍은 가정용 NAS에서 특히 두드러지는 기능이다. 사진, 음악, 영화 파일을 중앙에 저장하고 DLNA, Plex, 또는 제조사 자체 미디어 서버를 통해 스마트 TV, 게임 콘솔, 휴대폰 등에서 직접 재생할 수 있다. 이는 개인 미디어 라이브러리를 구성하는 효율적인 방법이 된다. 또한, NAS는 간단한 웹사이트 호스팅이나 이메일 서버 구축, 감시 카메라의 영상 저장소(NVR 기능)로도 사용될 수 있다.

NAS, DAS, SAN은 데이터 스토리지 접근 방식을 구분하는 세 가지 주요 아키텍처이다. 각 방식은 연결성, 관리 방식, 사용 사례에서 뚜렷한 차이를 보인다.

DAS는 서버나 워크스테이션에 직접 연결되는 외장 하드 드라이브나 내장 디스크 어레이와 같은 스토리지이다. 호스트 시스템이 스토리지 장치를 완전히 제어하며, 데이터는 블록 수준으로 전송된다. 속도는 빠르지만, 다른 시스템과의 물리적 공유가 어렵고 확장성에 한계가 있다. 반면, SAN은 서버와 스토리지를 연결하는 고속 전용 네트워크로 구성된다. DAS와 마찬가지로 블록 수준 스토리지를 제공하지만, 네트워크를 통해 여러 서버가 중앙 집중식 스토리지 풀에 접근할 수 있다. 이는 고가용성과 대규모 확장이 필요한 기업 환경에 적합하다.

NAS는 이들과 달리 네트워크를 통해 파일 수준의 데이터 접근을 제공하는 독립된 장치이다. NAS 어플라이언스는 자체 운영 체제와 파일 시스템을 갖추고 있어, 네트워크에 연결된 다양한 클라이언트 장치(PC, 스마트폰, 서버)에 파일 공유 서비스를 제공한다. SAN이 블록 디스크를 네트워크에 "보이게" 한다면, NAS는 파일 시스템 자체를 네트워크에 "공유"한다고 볼 수 있다. 따라서 설치와 관리가 상대적으로 간단하며, 중소규모 사무실이나 가정에서 파일 공유, 백업, 미디어 스트리밍 등을 위한 용도로 널리 사용된다.

NAS 구축은 용량 계획부터 시작한다. 현재와 미래의 데이터 양, 사용자 수, 애플리케이션 요구사항을 고려하여 적절한 디스크 용량과 수를 결정해야 한다. 데이터 보호와 성능을 위해 RAID 구성을 필수적으로 설정하는데, 일반적으로 RAID 1 (미러링)이나 RAID 5, RAID 6 (패리티)를 사용한다. RAID 0은 성능은 높지만 단일 디스크 장애 시 모든 데이터를 잃을 수 있어 주의가 필요하다. 많은 NAS 장비는 스토리지 풀을 생성한 후 그 위에 논리적인 볼륨을 구성하는 유연한 방식을 제공한다.

사용자와 그룹을 생성하고 세부적인 접근 권한을 설정하는 것이 보안 관리의 핵심이다. 윈도우 환경에서는 SMB/CIFS 프로토콜을, 유닉스/리눅스나 맥OS 환경에서는 NFS 또는 AFP 프로토콜을 통해 공유 폴더에 대한 읽기, 쓰기, 실행 권한을 제어할 수 있다. 네트워크 수준의 보안을 위해 방화벽 설정과 불필요한 서비스 포트 차단, 정기적인 펌웨어 업데이트를 수행해야 한다.

관리자는 웹 GUI를 통해 원격에서 NAS 시스템을 쉽게 설정하고 모니터링할 수 있다. 대부분의 NAS 운영 체제는 시스템 상태(CPU, 메모리 사용률), 디스크 건강 상태(S.M.A.R.T. 정보), 네트워크 트래픽, 로그를 실시간으로 확인할 수 있는 대시보드를 제공한다. 중요한 이벤트가 발생하면 이메일이나 모바일 푸시 알림을 받도록 설정할 수 있다. 또한, SSH나 텔넷을 통한 명령줄 접속을 지원해 고급 관리 작업을 수행할 수도 있다.

가정용 NAS와 기업용 NAS는 기본적인 네트워크 연결 스토리지라는 개념은 동일하지만, 목적, 규모, 성능, 기능, 가격대에서 뚜렷한 차이를 보인다.

가정용 NAS는 주로 개인 또는 소규모 가정의 데이터 중앙화와 멀티미디어 서비스를 위해 설계된다. 일반적으로 1~4개의 베이를 가지며, 비교적 저전력의 프로세서와 적은 양의 RAM을 탑재한다. 주요 기능은 사진, 동영상, 문서 등의 파일 백업 및 가족 구성원 간 공유, DLNA 또는 Plex를 이용한 미디어 스트리밍, 개인 클라우드 서비스 구축 등에 초점이 맞춰져 있다. 관리 인터페이스는 단순하고 직관적이며, 소음과 전력 소비를 최소화하는 설계가 특징이다. 가격은 상대적으로 저렴한 편이다.

반면, 기업용 NAS는 조직의 비즈니스 연속성과 데이터 무결성을 보장하는 핵심 인프라로 작동한다. 높은 처리량과 낮은 지연 시간을 위해 다수의 고성능 CPU 코어, 대용량 ECC RAM, 10기가비트 이더넷 또는 파이버 채널과 같은 고속 네트워크 인터페이스를 지원한다. 베이 수는 수십 개에 이르며, SSD 캐시를 활용한 성능 가속화와 이중화 전원 공급 장치, 핫스왑 가능한 팬 등 고가용성 설계가 필수적이다. 소프트웨어 측면에서는 가상화 환경(VMware, Hyper-V) 통합, 데이터베이스 호스팅, 다중 사용자 협업 도구, 세분화된 접근 제어 및 감사 로그, 그리고 스냅샷과 원격 복제를 포함한 고급 재해 복구 기능을 제공한다. 이러한 요구사항으로 인해 초기 구축 비용과 유지 관리 비용이 가정용에 비해 훨씬 높다.

요약하면, 가정용 NAS는 사용 편의성과 경제성에, 기업용 NAS는 확장성, 성능, 안정성, 그리고 고급 관리 기능에 각각 중점을 둔다. 선택은 사용자의 데이터 양, 동시 접속자 수, 필수적인 서비스 수준, 그리고 예산에 따라 결정된다.

NAS 시장은 다양한 요구 사항을 충족하기 위해 여러 제조사들이 경쟁하는 활발한 분야이다. 제조사들은 일반적으로 가정 및 소규모 사무실용 SOHO 제품 라인과 중견기업 및 대기업용 엔터프라이즈 제품 라인으로 포트폴리오를 구분하여 제공한다.

가정 및 소호 시장에서는 시놀로지(Synology)와 큐냅(QNAP)이 강력한 소프트웨어 플랫폼과 다양한 애플리케이션 지원으로 두각을 나타낸다. 이들의 DSM(DiskStation Manager) 및 QTS(QNAP Turbo NAS) 운영 체제는 직관적인 웹 기반 인터페이스를 제공하며, 파일 공유, 백업, 멀티미디어 스트리밍 등 포괄적인 기능을 포함한다. 아수스토어(ASUSTOR)와 테라마스터(TerraMaster)도 합리적인 가격대의 제품으로 시장에 진입해 있다. 한편, 웨스턴 디지털(Western Digital)은 WD My Cloud 시리즈로, 시게이트(Seagate)는 IronWolf 하드 드라이브와 함께 Lyve Cloud 및 기타 솔루션을 통해 스토리지 생태계에 참여한다.

기업용 시장에서는 더 높은 성능, 확장성, 안정성 및 지원이 요구된다. 델 EMC(Dell EMC)의 PowerScale(과거 Isilon), 넷앱(NetApp)의 FAS(Fabric-Attached Storage) 및 AFF(All Flash FAS) 시리즈, 휴렛 팩커드 엔터프라이즈(Hewlett Packard Enterprise)의 StoreEasy 제품군이 전통적인 강자로 꼽힌다. 이들 솔루션은 대규모 파일 서비스를 위한 고가용성 클러스터링, 고급 스냅샷 및 복제 기술, 그리고 엄격한 서비스 수준 계약을 제공한다. IBM, 히타치 밴타라(Hitachi Vantara), 퓨어 스토리지(Pure Storage)와 같은 업체들도 통합 스토리지 솔루션의 일부로 NAS 기능을 제공한다.

오픈소스 기반의 프리NAS(현재 TrueNAS CORE)와 XigmaNAS는 사용자가 표준 서버 하드웨어에 자체 NAS를 구축할 수 있는 소프트웨어 솔루션을 제공한다. 이는 유연성과 비용 효율성을 중시하는 사용자들에게 인기가 있다. 클라우드 통합이 강화되는 추세에 따라, 주요 제조사들의 최신 제품들은 아마존 웹 서비스, 마이크로소프트 애저, 구글 클라우드와의 원활한 하이브리드 클라우드 스토리지 구성을 점점 더 많이 지원하고 있다.

NAS 기술은 클라우드 컴퓨팅, 하이퍼컨버지드 인프라, 사물인터넷 및 빅데이터의 확산에 따라 지속적으로 진화하고 있다. 최근의 주요 동향은 소프트웨어 정의 스토리지 접근법을 통해 전통적인 하드웨어 어플라이언스 형태를 넘어서는 것이다. 소프트웨어 정의 스토리지 기반의 NAS 솔루션은 범용 서버 하드웨어에서 실행되어 유연성과 확장성을 극대화하며, 하이브리드 클라우드 및 멀티 클라우드 환경과의 원활한 통합을 지원한다. 또한, NVMe와 같은 고속 스토리지 인터페이스와 이더넷 기반의 RDMA 기술을 활용한 NVMe-oF 프로토콜의 도입은 네트워크 스토리지의 성능을 DAS 수준으로 끌어올리는 중요한 발전이다.

인공지능과 머신러닝 워크로드의 증가는 NAS 시스템에 새로운 요구사항을 제시한다. 대규모 데이터 세트에 대한 고속 병렬 접근이 필요해지면서, 오브젝트 스토리지 프로토콜과의 통합 또는 병행 지원이 강화되고 있다. 이는 스케일아웃 NAS 아키텍처의 중요성을 더욱 부각시킨다. 보안 측면에서는 랜섬웨어 공격에 대응하기 위한 스냅샷 기반의 즉각적인 복구 기능, 변조 방지 스토리지, 그리고 강화된 엔드투엔드 암호화가 표준 기능으로 자리 잡고 있다.

미래 전망으로는 에지 컴퓨팅 환경에서의 NAS 역할이 확대될 것이다. 공장, 차량, 원격 지사 등 에지 위치에서 생성되는 방대한 데이터를 실시간으로 처리하고 필터링하여 중앙 데이터센터로 전송하기 위한 지능형 스토리지 노드로서 진화할 것이다. 또한, 지속가능성에 대한 요구로 인해 에너지 효율이 높은 하드웨어 설계와 데이터 중복 제거, 압축 기술을 통한 스토리지 효율화가 더욱 중요해질 것이다. 궁극적으로 NAS는 단순한 파일 공유 서버를 넘어, 분산된 데이터를 통합 관리하고 분석 인프라를 제공하는 핵심 플랫폼으로 발전해 나갈 것이다.

• Wikipedia - Network-attached storage

• Wikipedia - 네트워크 결합 스토리지

• Synology - What is NAS?

• QNAP - What is a NAS?

• ASUSTOR - What is NAS?

• ITWorld Korea - NAS란 무엇인가

• ZDNet Korea - NAS 선택 가이드