بررسی به روز ترین راهکارهای ذخیره سازی اطلاعات

استوریج ها یکی از دیوایس هایی هستند که می توان برای ذخیره سازی اطلاعات از ان ها استفاده کرد. برای آگاهی از قیمت دستگاه استوریج کافی ست روی لینک کلیک کنید. در ادامه به بررسی انواع روش های ذخیره سازی اطلاعات و تکنولوژی‌های به کار رفته در آنها می‌پردازیم. با توسعه شبکه آداکهمراه باشید.

• انواع ذخیره سازی اطلاعات
• معرفی ابزار ذخیره سازی Tape
• انواع تجهیزات ذخیره سازی اطلاعات مبتنی بر هارد دیسک
• اصطلاحات ذخیره سازی اطلاعات در کامپیوتر
• Block Storage چیست؟
• Block Level Storage چیست؟
• File Level Storage چیست؟
• Cold Storage چیست؟
• Tiered storage چیست؟
• استوریج Flash Ready و Flash Storage چیست؟

انواع ذخیره سازی اطلاعات

هر سیستم پردازشی به منظور ثبت و ذخیره سازی اطلاعات پردازش شده، نیاز به تجهیزات ذخیره سازی دارد. به هر فضایی که اطلاعات را درون آن ذخیره می‌کنیم Storage می‌گوییم. می‌توانید مقاله “راهنمای خرید و انتخاب استوریج مناسب” را برای آشنایی بیشتر بخوانید. لذا هنگام انتخاب سرور باید فضای Storage متناسب با آن نیز در نظر گرفته شود. سیستم های ذخیره سازی اطلاعات مخصوص سرور و شبکه به دو دسته تقسیم می‌شوند:

۱- تجهیزات ذخیره سازی داخلی: این تجهیزات شامل انواع هارد دیسک و کنترلر هارد است که داخل کیس سرور تعبیه شده‌اند.

۲- تجهیزات ذخیرسازی خارجی: این تجهیزات شامل انواع دستگاه های ذخیره سازی مبتنی بر هارد دیسک و نوار مغناطیسی یا Tape است که به عنوان تجهیزات مکمل به سرور یا به شبکه متصل می‌شوند.

معرفی ابزار ذخیره سازی Tape

انواعی از ابزارهای ذخیره سازی که در دنیای IT استفاده می‌شود، Tapeها هستند که در زمینه ذخیره سازی پیش کسوت بوده و برای تهیه پشتیبان و بکاپ از داده و اطلاعات کاربرد دارند. این درایوها گاهی به طور مستقیم روی سرورها نصب می‌شوند. در صورتی که نیاز باشد پس از پر شدن یک Tape ،Tape بعدی به صورت خودکار جایگزین شود، باید بر روی دستگاه ها Autoloader نصب شود. در صورتی که بخواهیم همزمان از چند درایو برای تهیه پشتیبان از چند دستگاه استفاده کنیم، باید Tape Library استفاده شود. در لینک “ذخیره سازی مبتنی بر نوار یا Tape” می‌توانید به طور کامل درباره Tape ها بخوانید.

بازدید از سبد محصولات Tape اچ پی

انواع تجهیزات ذخیره سازی اطلاعات مبتنی بر هارد دیسک

دستگاه ذخیره سازی اطلاعات مبتنی بر هارد دیسک بر اساس ساختار شبکه، زیرساخت سخت‌افزاری، سیستم‌عامل و نرم‌افزارهای مورد نیاز و کاربری، به ۴ دسته تقسیم می‌شود:

1. راهکار ذخیره سازی DAS یا Direct Attach Storage: در مقاله “Das storage چیست؛ بررسی انواع مزایا و معایب آن” با این روش آشنا شوید.
2. راهکار ذخیره سازی NAS یا Network Attach Storage: در مقاله “معرفی روش ذخیره سازی NAS” با این روش آشنا شوید.
3. راهکار ذخیره سازی SAN یا Storage Area Network: در مقاله “شبکه های ذخیره سازی san و کاربردهای آن” با این روش آشنا شوید.
4. راهکار ذخیره سازی Cloud Storage

برای مقایسه “مقایسه استوریج های SAN و NAS و DAS” روی لینک بزنید.

اصطلاحات ذخیره سازی اطلاعات در کامپیوتر

انواع ذخیره سازی اطلاعات که در بالا نام بردیم از تکنولوژی‌های متفاوتی برای این کار استفاده می‌کنند. در این بخش می‌خواهیم با اصطلاحات و تکنولوژی های رایج در دنیای ذخیره سازی اطلاعات بپردازیم.

Block Storage چیست؟

Block Storage نوعی ذخیره داده است که معمولا در محیط‌های SAN استفاده می‌شود یعنی جایی که داده در Volumeها ذخیره می‌شود، با نام Blockها نیز شناخته

می‌شود.

هر Block به عنوان یک هارد درایو مجزا عمل می‌کند و توسط ادمین استوریج پیکربندی می‌شود. این بلاک‌ها را سیستم‌عامل سروری کنترل می‌کند و عموما توسط پروتکل‌های FCoE و FC یا iSCSI قابل دسترس هستند.

از آنجایی‌که Volumeها همانند هارد درایوهای مجزا رفتار می‌کنند، Block Storage برای ذخیره انواع پلیکیشن‌ها مانند فایل سیستم‌ها و پایگاه داده‌ها مناسب است. البته دستگاه‌های Block Storage نسبت به دستگاه‌های File Storage پیچیده و گران هستند اما در عین حال انعطاف‌پذیر بوده و کارایی بالاتری را فراهم می‌کنند.

Block Level Storage چیست؟

در سیستم‌های Block Level Storage، بلاک‌های خام (Volumeهای ذخیره سازی) ایجاد می‌شود و هر بلاک همانند یک هارد درایو مستقل کنترل می‌شود. عموما این بلاک‌ها را سیستم‌عامل‌های سروری کنترل می‌کنند. هر بلاک یا Storage Volume، به طور مستقل با سیستم فایل مناسب، قابل فرمت شدن است.

در واقع Block Level Storage یک هارد درایو در سرور است با این تفاوت که این هارد در کیس جداگانه‌ای نصب می‌شود و با استفاده از فیبرنوری یا iSCSI به آن دسترسی وجود دارد.

وقتی صحبت از انعطاف‌پذیری و همه‌کاره بودن به میان می‌آید، Block Level Storage غیرقابل شکست است. در این دستگاه‌ها، Raw Storage Volumeهایی ایجاد می‌شوند و سپس سیستم‌عامل سروری به این Volumeها وصل می‌شود و از آن‌ها به صورت هارد درایوهای مستقل و جدایی استفاده می‌کند. این ویژگی باعث می‌شود Block Level Storage برای تقریبا هر نوع اپلیکیشنی مناسب باشد مثلا File Storage، Database Storage، VMFS Volume و … . شما می‌توانید هر نوع فایل سیستمی را روی Block Level Storage قرار دهید. اگر از ویندوز استفاده می‌کنید، برای فرمت کردن Volumeها می‌توانید از NTFS استفاده کنید و اگر سرورهای VMware دارید از VMFS استفاده کنید.

در بحث بکاپ گیری، بسیاری از استوریج‌ها دارای قابلیت‌های Replication هستند اما در تامین امنیت سازمان خود، برای بکاپ از فایل‌ها از ابزارهای بکاپ گیری مانند DPM یا Data Protection Manager می‌توان استفاده کرد. چون همانند یک هارد درایو دیده می‌شود و عمل می‌کند، مراحل بکاپ گیری، شکل خاصی ندارد.

به علت پیچیدگی مدیریتی، دستگاه‌های ذخیره سازی مبتنی بر بلاک، پیچیده‌تر از دستگاه‌های ذخیره سازی مبتنی بر فایل، هستند اما درعوض شما انعطاف‌پذیری بیشتری هم دارید. ادمین‌های دستگاه‌های بلاک استوریج باید موارد زیر را انجام دهند:

1. استوریج را به دقت مدیریت کرده و بین سرورها به اشتراک گذارند.
2. سطوح حفاظتی استوریج را مدیریت کنند (مثلا RAID)
3. پیگیری و بررسی کارایی دستگاه‌های ذخیره سازی تا اطمینان حاصل شود که کارایی مورد نیاز سرور و اپلیکیشن‌ها فراهم است.
4. زیرساخت اتصالات استوریج را مانیتور و مدیریت کنند. (عموما iSCSI و فیبرنوری)

اپلیکیشن‌های زیادی هستند که از این نوع استوریج اشتراکی و بلاک لِوِل استفاده می‌کنند:

پایگاه‌های داده و دیتابیس‌ها: هنگام کلاستر کردن دیتابیس‌ها؛ در واقع دیتابیس‌های کلاستر شده به استوریج اشتراکی احتیاج دارند.

Exchange: مایکروسافت آپدیت‌ها و بهبودهای بسیاری را برای این اپلیکیشن قرار داده اما همچنان نمی‌توان از استوریج‌های فایل لِوِل و یا مبتنی بر شبکه (CIFS یا NFS) استفاده کرد در نتیجه فقط استوریج Block Level پشتیبانی می‌شود.

VMware: هر چند که VMware می‌تواند از استوریج File Level از طریق Network File System یا NFS استفاده کند اما پیاده‌سازی سرورهای VMware که از Volumeهای اشتراکی VMFS بر روی Block Level Storage استفاده می‌کنند هم رایج است.

Server Boot: با وجود دستگاه استوریج مناسب، سرورها را می‌توان طوری پیکربندی کرد که از استوریج Block Level بوت شوند.

مزایای سیستم Block Level Storage

1. نسبت به سیستم File Level Storage، کارایی و سرعت بهتری دارد.
2. با هر بلاک یا Storage Volume به صورت یک هارد درایو مستقل رفتار می‌شود و با Server OS خارجی کنترل می‌شود.
3. هر بلاک یا Storage Volume با سیستم فایل مناسب (NTFS/NFS/SMB در ویندوز و VMFS در VMware) فرمت می‌شوند.
4. در سیستم‌های ذخیره سازی SAN، بسیار محبوب است و معمولا در SAN پیاده‌سازی می‌شود.
5. قابل اعتمادتر و بسیار کارا هستند.
6. برای ذخیره فایل‌ها به کار می‌رود و ذخیره سازی مناسب برای اپلیکیشن‌های خاص مانند دیتابیس‌ها، VMFS یا Virtual Machine File System و … است.
7. Boot up خارجی سیستم‌های متصل به آن‌ها پشتیبانی می‌شود.
8. از پروتکل‌های iSCSI و FCoE برای انتقال داده استفاده می‌کند.

نکته: دستگاه‌های ذخیره ساز جدید قابلیت‌های File Level و Block Level را با هم دارند بنابراین اگر باید بین بلاک و فایل انتخاب کنید، دستگاه Hybrid/Converged ممکن است برای شما راهکار مناسبی باشد. به طور کلی File Level Storage Volumes برای استوریج اشتراکی (Shared Storage) و Block Level Storage Volumes برای استوریج خاص (Dedicated Storage) مناسب است.

File Level Storage چیست؟

سیستم File Level Storage رایج‌ترین سیستم ذخیره سازی در هارد درایوها، سیستم‌های NAS و … است. در این ذخیره سازی، دیسک ذخیره سازی با پروتکل‌های خاصی (مانند NFS، SMB/CIFS و …) پیکربندی می‌شود و فایل‌ها به صورت In Bulk، در آن ذخیره شده و به آن دسترسی وجود دارد.

دستگاه‌های File Level Storage اغلب برای به اشتراک گذاری فایل‌ها بین کاربران استفاده می‌شود.

هر چند که Block Level Storage بسیار انعطاف‌پذیر است اما وقتی صحبت از سادگی باشد، File Level Storage غیرقابل شکست است. این تکنولوژی علاوه بر سادگی، متمرکز و با دسترس پذیری بالا (HA) است که مکانی برای ذخیره فایل‌ها و فولدرها فراهم می‌کند که حیاتی‌ترین نیازهای سازمان‌هاست. این دستگاه‌های File Level (معمولا دستگاه‌های NAS) فضای ذخیره سازی زیادی را فراهم می‌کنند و در عین حال هم هزینه کم‌تری نسبت به Block Level Storage دارند.

File Level Storage از پروتکل‌های رایج فایل لِوِل استفاده می‌کند مانند SMB/CIFS در ویندوز و NFS در لینوکس و VMware. در Block Level Storage باید Volume ایجاد شود، سیستم‌عاملی راه‌اندازی شود و سپس به این Volume ایجاد شده متصل شد. اما در File Level، دستگاه ذخیره ساز، فایل‌ها و فولدرها را بر روی دستگاه کنترل می‌کند این بدین معناست که در بسیاری موارد، دستگاه File Level Storage یا NAS باید User Access Control و Permissionها را کنترل کند. برخی دستگاه‌ها هم با سیستم‌های امنیتی موجود، یکپارچه می‌شوند.

دستگاه‌های File Level Storage اغلب برای به اشتراک گذاری فایل‌ها بین کاربران استفاده می‌شود.

در بحث بکاپ گیری، از آنجایی که ممکن است این دستگاه‌ها به دلیل این که از سیستم‌عامل استانداردی استفاده نمی‌کنند، نیازمند اعمال کنترل‌هایی باشند. پس اگر تصمیم به استفاده از این دستگاه‌ها را دارید، به این نکته توجه کنید.

اگر نیاز به Authentication، Permission و بکاپ دارید، انجام تنظیمات در دستگاه‌های File Level، نسبت به دستگاه‌های Block Level، آسان‌تر است. در بسیاری موارد، این رویه، به سادگیِ استفاده از یک ابزار پیکربندی ساده است.

اما اگر به سطوح بالایی از کارایی استوریج نیاز دارید، File Level برای شما مناسب نیست و Block Level انتخاب بهتری است. دستگاه‌های Block Level عموما در زمینه ظرفیت و کارایی قابل پیکربندی است. هر چند که دستگاه‌های File Level موافه‌های کارایی هم دارند اما ظرفیت معمولا نگرانی بزرگ‌تری است.

معمولا مواردی که از File Level استفاده می‌شود، شامل موارد زیر است:

Mass File Storage: وقتی تنها نیاز کاربران شما این است که جایی برای ذخیره فایل‌ها داشته باشند، دستگاه‌های File Level مناسبند.

VMware: هاست‌های VMware علاوه بر استفاده از Block Level Storage، می‌توانند از طریق NFS هم به استوریج وصل شوند.

مزایای سیستم File Level Storage

1. پیاده‌سازی و استفاده از آن راحت است.
2. فایل‌ها و فولدرها ذخیره می‌شوند و هم در سیستم‌هایی که ذخیره می‌کنند و در سیستم‌هایی که کاربران به آن‌ها دسترسی دارند، به یک شکل دیده می‌شود.
3. در مقایسه با سیستم Block Level Storage اصولا ارزان هستند و هزینه نگهداری کم‌تری دارند.
4. سیستم‌های ذخیره سازی مبتنی بر NAS، معمولا وابسته به آن هستند.
5. پیکربندی آن با پروتکل‌های رایج File Level مانند NTFS در ویندوز و NFS در لینوکس، قابل انجام است.
6. بسیار مناسب Bulk File Storage است.
7. دستگاه‌های این سیستم‌ها عموما خودشان عملیاتی مانند Access Control و Integration with Corporate Directories را کنترل و مدیریت می‌کنند.

Scale Out NAS، نوعی File Level Storage است که به عنوان بخشی از فایل سیستم توسعه یافته کار می‌کند و می‌تواند یک تک Volume را با یک تک Namespace در تعدادی Node توسعه دهد. این راهکار می‌تواند برای کنترل هزاران کاربر، چندین پتابایت را فراهم کند و وقتی ظرفیت افزایش یابد، کارایی نیز افزایش خواهد یافت.

Cold Storage چیست؟

سیستمی برای نگهداری داده‌های غیر فعال یا Inactive است که معمولا برای اهداف ذخیره‌سازی داده به منظور بکاپ، آرشیو و Disaster Recovery استفاده می‌شود. استوریج‌های اصلی با کارایی بالا اصولا گران‌قیمت هستند و برای ذخیره داده‌های غیرفعال مناسب نیستند. مواردی که در Cold Storage ها حایز اهمیت است، هزینه پایین، ظرفیت بالا و توانایی بالا در نگهداری داده به مدت طولانی یا همان Data Durability است.

Data retrieval و Response Time در چنین سیستم‌هایی نسبت به سیستم‌ها یا دستگاه‌های مخصوص داده‌های فعال یا Active سرعت کمتری دارند. LTO Tape و HDD ها مناسب Cold Storage هستند.

Tiered storage چیست؟

یکی از تکنولوژی‌هایی که در زمینه ذخیره ‌سازی و استوریج استفاده می‌شود، Tiered Storage است. در این روش، داده‌ها در ذخیره‌سازها و رسانه‌های مختلف ذخیره می‌شوند اما انتخاب رسانه بستگی به تعداد ارجاع به داده دارد یعنی بر اساس کارایی، دسترس پذیری و ریکاوریِ لازم، تصمیم گیری برای مکان قرارگیری داده گرفته می‌شود. در این روش، پرکاربردترین داده‌ها در استوریجی با بالاترین سطح کارایی قرار می‌گیرند و داده‌هایی که به ندرت کاربرد دارند، در استوریج ارزان‌تر و ضعیف‌تری ذخیره می‌شوند. ممکن است Cache، رم، هارد، و یا Tape محل مناسبی باشد.

Tiered storage که مشابه مدیریت استوریج سلسله‌مراتبی عمل می‌کند، علاوه بر بالا رفتن سرعت و کارایی در هنگام رجوع به داده، با مدیریت چرخه حیات داده (Information Life-cycle Management)، از Data corruption و گم شدن و نابودی ناگهانی اطلاعات، جلوگیری می‌کند. امروزه، زیرساخت Tiered storage، طیفی از زیرساخت‌ها را در بر می‌گیرد: از معماری Two- Tiered (دو لایه) که شامل  SCSI و Fiber Channel Attached Disk است، گرفته تا زیرساخت‌های خیلی پیچیده‌تری که شامل ۵ یا ۶ لایه یا Tiered است.

استوریج Flash Ready و Flash Storage چیست؟

استوریج Flash Ready، دستگاه یا سیستمی است که از تکنولوژی فلش پشتیبانی می‌کند. تکنولوژی فلش، امکان برنامه‌ریزی و پاکسازی الکتریکی اطلاعات را فراهم می‌کند و با قدمت نزدیک به نیم قرن، همچنان پرکاربردترین تکنولوژی مورد استفاده در سیستم‌ها و تجهیزات ذخیره‌ سازی است. Flash Storage به جای اینکه اطلاعات را روی هارد درایو‌هایی با صفحات گردان ذخیره کند، روی چیپ‌های حافظه از نوع Solid State با نام Flash قرار می‌دهند، همان‌هایی که با USB آن‌ها را می‌شناسیم.

معایب Flash Storage

در سطح انترپرایز، Flash Storage‌ اشاره به استفاده از درایوهای Solid State یا همان SSD‌هایی دارد که برای ذخیره انبوهی از داده‌ها یا فایل‌ها استفاده می‌شوند مانند All Flash Array. فلش استوریج ها می‌توانند جایگزینی برای HDD‌ها و هر رسانه ذخیره سازی دیگری باشند. پیشرفت‌هایی که اخیرا در تولید فلش‌ها صورت گرفته باعث می‌شود بتوانید نسبت به HDDها، داده‌های بیشتری را به ازای هر یونیت در رک، ذخیره کنید و در عین حال عملیات ورودی/خروجی، با سرعت بیشتری انجام می‌شود.

فلش استوریج نسبت به رسانه‌های ذخیره سازی قبلی که صفحات گردان دارند، مزایای بسیاری دارد. با اینکه قیمت بیشتری دارند، اما پردازش داده‌ها را سریع‌تر انجام می‌دهند. All Flash Array می‌تواند، دیتابیس‌های چند ترابایتی را ذخیره کند و سرعت خواندن و نوشتن آن‌ها ۴ برابر بیشتر از HDD‌هاست. نکته دیگر اینکه چون فلش استوریج‌ها دیسک‌های گردان ندارند، احتمال خرابی در آن‌ها کمتر است و طول عمر بیشتری دارند.

محصولات و سرویس‌های فلش استوریج های اچ پی

اچ پی مجموعه‌ای از راهکارهای فلش استوریج با کارایی بالا را ارایه می‌دهد که زمان Uptime در آن‌ها ۹۹.۹۹۹۹% است، حفاظت از داده در آن‌ها به صورت تعبیه شده وجود دارد و برای هر نوع اپلیکیشنی، مقرون‌به‌صرفه است. استوریج‌های HPE Predictive All Flash، هوشمندی کافی برای حذف مشکلات را قبل از اینکه حتی شما بفهمید که اصلا مشکلی وجود داشته، دارد.