DAS trong hệ thống lưu trữ: Khái niệm và nguyên lý hoạt động

1. DAS là gì?

DAS (Direct Attached Storage) là mô hình lưu trữ trong đó các thiết bị như ổ cứng HDD, SSD hoặc thiết bị lưu trữ gắn ngoài được kết nối trực tiếp với máy tính hoặc máy chủ thông qua các giao diện vật lý như USB, SATA, SCSI, SAS hoặc các chuẩn kết nối tương đương.

Khác với các hệ thống lưu trữ qua mạng, DAS không cần thông qua hạ tầng mạng trung gian. Khi được kết nối, thiết bị lưu trữ sẽ hoạt động như một kho dữ liệu cục bộ, được hệ điều hành nhận diện và quản lý trực tiếp. Nhờ đó, DAS mang lại tốc độ truyền tải cao, độ trễ thấp và hiệu suất ổn định, đặc biệt phù hợp với các tác vụ yêu cầu truy xuất dữ liệu nhanh.

DAS có thể tồn tại dưới nhiều hình thức, từ ổ cứng gắn trong máy chủ, ổ cứng rời kết nối qua USB, cho đến các khay lưu trữ chuyên dụng gắn trực tiếp vào server. Với kiến trúc đơn giản và khả năng triển khai nhanh, DAS thường được sử dụng trong các môi trường cần lưu trữ riêng lẻ, hiệu năng cao và dễ quản lý.

2. DAS hoạt động như thế nào?

Để hiểu rõ cơ chế vận hành của Direct Attached Storage (DAS), chúng ta có thể xem xét quá trình truyền tải dữ liệu theo từng bước, từ cấu trúc hệ thống đến cách máy tính tương tác với thiết bị lưu trữ.

• Cấu trúc hệ thống DAS: Một hệ thống DAS điển hình bao gồm các thành phần cơ bản như thiết bị lưu trữ (HDD, SSD), giao diện kết nối và máy tính hoặc máy chủ. Thiết bị lưu trữ được gắn trực tiếp vào hệ thống thông qua các cổng kết nối vật lý như USB, SATA, SAS hoặc SCSI. Khi người dùng hoặc ứng dụng cần truy cập dữ liệu, hệ điều hành sẽ gửi yêu cầu thông qua giao diện kết nối đến thiết bị lưu trữ. Dữ liệu sau đó được truyền trực tiếp giữa máy tính và thiết bị DAS mà không cần đi qua mạng trung gian, giúp giảm độ trễ và tăng hiệu suất truy xuất.

• Quá trình truyền tải dữ liệu: Khi một tệp tin được yêu cầu, máy tính sẽ phát sinh lệnh đọc hoặc ghi và gửi lệnh này đến ổ lưu trữ thông qua giao diện kết nối tương ứng. Thiết bị DAS sẽ xác định vị trí của dữ liệu trong bộ nhớ, xử lý yêu cầu và phản hồi bằng cách gửi dữ liệu trở lại máy tính. Quá trình này diễn ra liên tục và trực tiếp, cho phép DAS đạt được tốc độ truyền tải cao, đặc biệt hiệu quả với các ứng dụng cần truy cập dữ liệu nhanh như xử lý dữ liệu lớn, sao lưu hoặc các hệ thống máy chủ độc lập.

• Tương tác giữa máy tính và DAS: Máy tính và hệ thống DAS có thể giao tiếp thông qua nhiều giao thức kết nối khác nhau, tùy thuộc vào phần cứng và mục đích sử dụng. Sự linh hoạt này cho phép người dùng dễ dàng tùy chỉnh cấu hình lưu trữ, mở rộng dung lượng hoặc nâng cấp hiệu năng theo nhu cầu cụ thể, đồng thời vẫn giữ được tính đơn giản trong triển khai và quản lý.

4. Ưu và nhược điểm của DAS

Giống như các mô hình lưu trữ khác, Direct Attached Storage (DAS) sở hữu những ưu điểm nổi bật nhưng cũng tồn tại một số hạn chế mà người dùng cần cân nhắc trước khi triển khai.

•  Ưu điểm của DAS

Ưu thế lớn nhất của DAS là tốc độ truy cập dữ liệu cao. Do thiết bị lưu trữ được kết nối trực tiếp với máy tính hoặc máy chủ, dữ liệu không cần truyền qua mạng, từ đó giảm độ trễ và tăng hiệu suất. Điều này giúp DAS đặc biệt phù hợp với các ứng dụng yêu cầu xử lý dữ liệu nhanh và ổn định.

Bên cạnh đó, chi phí triển khai DAS tương đối thấp so với các giải pháp lưu trữ khác như NAS hay SAN, nhờ cấu trúc đơn giản và không đòi hỏi hạ tầng mạng phức tạp.

• Nhược điểm của DAS

Hạn chế lớn nhất của DAS nằm ở khả năng mở rộng. Khi nhu cầu lưu trữ tăng lên, người dùng thường phải bổ sung thêm thiết bị và kết nối trực tiếp với từng máy, khiến việc quản lý trở nên kém linh hoạt trong các hệ thống lớn.

Ngoài ra, DAS không tối ưu cho việc chia sẻ dữ liệu giữa nhiều máy tính, do không hỗ trợ truy cập qua mạng. Điều này khiến DAS khó đáp ứng các môi trường cần cộng tác hoặc truy cập dữ liệu tập trung.

4. DAS khác biệt như thế nào so với NAS và SAN?

Để đánh giá đúng vai trò của Direct Attached Storage (DAS), cần đặt nó trong tương quan so sánh với hai mô hình lưu trữ phổ biến khác là NAS (Network Attached Storage) và SAN (Storage Area Network). Mỗi giải pháp có kiến trúc, ưu điểm và phạm vi ứng dụng riêng, phù hợp với những nhu cầu sử dụng khác nhau.

So sánh DAS, NAS và SAN

Tiêu chí	DAS	NAS	SAN
Phương thức kết nối	Kết nối trực tiếp với máy tính hoặc máy chủ	Kết nối thông qua mạng cục bộ (LAN)	Kết nối qua mạng lưu trữ chuyên dụng
Khả năng chia sẻ dữ liệu	Hạn chế, khó chia sẻ trực tiếp giữa nhiều máy	Dễ dàng chia sẻ dữ liệu qua mạng	Cho phép nhiều máy chủ và hệ điều hành cùng truy cập
Hiệu suất	Cao, độ trễ thấp do kết nối trực tiếp	Phụ thuộc vào băng thông mạng	Rất cao nhờ kiến trúc lưu trữ cấp khối
Khả năng mở rộng	Kém linh hoạt, cần gắn thêm thiết bị riêng lẻ	Dễ mở rộng bằng cách bổ sung ổ cứng hoặc thiết bị NAS	Mở rộng tốt trong môi trường doanh nghiệp
Bảo mật & dự phòng	Cơ bản, phụ thuộc vào cấu hình thủ công (RAID, sao lưu)	Tích hợp sẵn các tính năng RAID, sao lưu	Bảo mật và dự phòng mạnh mẽ, cấp doanh nghiệp
Chi phí	Thấp	Trung bình, tùy cấu hình	Cao do yêu cầu hạ tầng và thiết bị chuyên dụng

5. Làm thế nào để nâng cấp DAS?

Việc nâng cấp Direct Attached Storage (DAS) cần được thực hiện theo từng bước rõ ràng để đảm bảo phù hợp với nhu cầu sử dụng và tránh lãng phí tài nguyên.

• Xác định nhu cầu nâng cấp: Trước tiên, bạn cần làm rõ mục tiêu nâng cấp là mở rộng dung lượng lưu trữ hay cải thiện hiệu suất truy xuất dữ liệu. Việc xác định đúng nhu cầu sẽ giúp bạn lựa chọn giải pháp và thiết bị phù hợp hơn.

•  Lựa chọn thiết bị lưu trữ phù hợp: Sau khi xác định nhu cầu, hãy tìm hiểu và lựa chọn ổ cứng hoặc SSD mới dựa trên các tiêu chí như dung lượng, tốc độ đọc/ghi, độ bền và chi phí. So sánh các thương hiệu và mẫu mã trên thị trường sẽ giúp tối ưu hiệu quả đầu tư.

•  Cài đặt và cấu hình hệ thống :Khi đã có thiết bị mới, bạn cần tiến hành lắp đặt và cấu hình. Tùy vào hệ thống, quá trình này có thể bao gồm truy cập BIOS hoặc phần mềm quản lý để nhận diện và thiết lập thiết bị lưu trữ mới.

• Các phương án nâng cấp phổ biến: Thay thế ổ cứng dung lượng lớn hơn để mở rộng không gian lưu trữ và bổ sung ổ cứng gắn ngoài thông qua các giao diện như USB, eSATA hoặc FireWire nhằm tăng thêm dung lượng mà không cần thay đổi cấu trúc hệ thống.

5. Những dòng thiết bị DAS nên dùng

Khi lựa chọn thiết bị Direct Attached Storage (DAS), người dùng thường cân nhắc các yếu tố như hiệu suất truy xuất dữ liệu, độ ổn định, khả năng mở rộng và chi phí đầu tư. Trên thị trường hiện nay, các thiết bị DAS dạng khay ổ cứng gắn trực tiếp là lựa chọn phổ biến cho cá nhân, văn phòng nhỏ và doanh nghiệp vừa.

Một số thiết bị DAS đáng chú ý

• Synology DiskStation DS220+
  Mặc dù được biết đến nhiều với vai trò NAS, thiết bị này vẫn có thể hoạt động như DAS khi kết nối trực tiếp với máy chủ trong một số kịch bản triển khai. DS220+ phù hợp với gia đình và văn phòng nhỏ, nổi bật nhờ hiệu suất ổn định, cấu hình cân bằng và hệ sinh thái phần mềm mạnh mẽ.
• NextZen 168 Plus (NZ168+)
  Hướng đến cả người dùng cá nhân và doanh nghiệp, thiết bị này sở hữu cấu hình phần cứng mạnh, hỗ trợ nhiều tùy chọn lưu trữ và dễ dàng tích hợp vào các hệ thống cần DAS hiệu năng cao. Đây là lựa chọn phù hợp cho những môi trường yêu cầu truy xuất dữ liệu nhanh và ổn định.
  

Lưu ý: Khi lựa chọn DAS, người dùng nên ưu tiên các thiết bị hỗ trợ RAID phần cứng, giao diện kết nối tốc độ cao (USB 3.2, Thunderbolt, SAS…) và khả năng thay thế ổ cứng linh hoạt.

Kết luận

Direct Attached Storage (DAS) là giải pháp lưu trữ hiệu quả cho những trường hợp cần truy cập dữ liệu nhanh, độ trễ thấp và không yêu cầu chia sẻ qua mạng. Với kiến trúc đơn giản và chi phí hợp lý, DAS phù hợp cho hệ thống đơn lẻ, máy trạm hoặc máy chủ độc lập.

Tuy nhiên, so với NAS và SAN, DAS vẫn tồn tại những hạn chế về khả năng mở rộng và chia sẻ dữ liệu. Việc lựa chọn DAS, NAS hay SAN nên dựa trên quy mô hệ thống, mục đích sử dụng và ngân sách để đạt hiệu quả tối ưu.

Xem thêm: Dữ liệu tổng hợp (Synthetic Data): Bước ngoặt chiến lược của trí tuệ nhân tạo