مقایسه استوریج های SAN و NAS و DAS

شاید این سوال برای شما پیش بیاید که چرا سازمان‌ها و شرکت‌های بزرگ از SAN برای ذخیره سازی اطلاعات استفاده می‌کنند و این نوع ساختار ذخیره سازی اطلاعات را به استفاده از DAS ترجیح می‌دهند و چه سازمان‌هایی از NAS استفاده می‌کنند. طبیعتاً قیمت استوریج تنها دلیل انتخاب بین استوریج های مختفل نیست. در این مقاله قصد داریم به مقایسه استوریج‌های SAN و DAS و NAS به همراه ویدئو بپردازیم. در آخر به این سوال پاسخ خواهیم داد: DAS – SAN – NAS: کدام یک برای استوریج مجازی مناسب‌تر است؟

• تفاوت اصلی NAS و SAN در چیست؟
• تفاوت اصلی تفاوت اصلی DAS و SAN در چیست؟
• SPOF چیست؟
• تفاوت شیوه‌های ذخیره سازی SAN و NAS و DAS
• ویدئوی مقایسه ویژگی های DAS، NAS و SAN
• DAS – SAN – NAS: کدام یک برای استوریج مجازی مناسب‌تر است؟
• مزایا و ویژگی‌های DAS
• مزایا و ویژگی‌های NAS
• مزایا و ویژگی‌های SAN
• کدام نوع استوریج با محیط مجازی شما بیشترین تناسب را دارد؟

تفاوت اصلی NAS و SAN در چیست؟

دستگاه‌هایی که با استفاده از ساختار Block Level به SAN دسترسی پیدا می‌کنند خودشان فایل‌ها و File Systemهای خودشان را مدیریت می‌کنند. مدیریت فایل‌ها و کنترل‌های دسترسی در NAS بر عهده سیستم عامل خود دستگاه NAS است. بر خلاف NAS در دستگاه‌های ذخیره ساز SAN، پروتکل‌های دسترسی بر اساس فایل نیستند و بر اساس بلوک‌های اطلاعاتی یا Block Level Access ایجاد می‌شوند، نمونه‌ای از این پروتکل‌های دسترسی که در SAN استفاده می‌شود iSCSI و Fiber Channel است که دسترسی به اطلاعات در شبکه در قالب Block Level را فراهم می‌کنند.

با وجود تمامی تفاوت‌هایی که بین SAN و NAS وجود دارد آنها کاملا هم از یکدیگر متمایز نیستند و برخی اوقات می‌توانید با ترکیب چندین پروتکل و یکپارچه کردن دیسک‌ها در یک سیستم، هم از مزایای SAN یا Block Level Access و هم از مزایای NAS یا File Level Access استفاده کنید. با این کار در واقع بهینه‌ترین حالت ممکن استفاده از NAS و SAN را خواهید داشت.

تفاوت اصلی DAS و SAN در چیست؟

ممکن است در SAN که از تکنولوژی فیبرنوری استفاده می‌کند، چندین سرور به طور همزمان به یک استوریج دسترسی داشته باشند و یا در DAS چندین کلاینت بتوانند به یک استوریج وصل شوند اما تفاوت این دو در اینجاست که پردازش در SAN سریعتر انجام می‌شود. از طرفی هم مدیریت منابع استوریج می‌تواند به صورت متمرکز انجام شود و فضای ذخیره‌سازی می‌تواند در صورت نیاز به هاست‌ها اختصاص داده شود و یا حتی از آنها گرفته شود. این مورد، از بزرگترین مزایای SAN است که راهکار DAS نمی‌تواند این انعطاف‌پذیری را فراهم کند. ممکن است یک سرور، حجم یک ترابایت را برای مدت ۶ یا ۷ ماه در اختیار داشته باشد، اما اگر دیگر از این فضا استفاده نشود، شما می‌توانید آن را به Pool برگردانید تا دستگاه‌های دیگر بتوانند از آن استفاده کنند. از آنجایی که Hot-Swappable بودن از ویژگی‌های مولفه‌های SAN است، Downtime حذف می‌شود. یعنی اگر قطعه‌ای درست کار نکند، با قطعه دیگر جایگزین می‌شود تا Downtime اتفاق نیفتد و دسترس‌پذیری بالا ممکن شود.

یک اپلیکیشن سرور را در نظر بگیرید که دارای تعدادی هارد است و در واقع دیتابیس سرور هم هست. یک پرینت سرور هم دارید که دارای هاردهای ذخیره‌سازی است. هر دوی آنها از DAS بهره برده‌اند. کلاینت‌ها به این سرورها وصل می‌شوند تا به سرویس‌های پرینت، اپلیکیشن‌ها و داده‌های خود دسترسی یابند. اگر این سرورها پر شوند و دیگر فضای خالی نداشته باشند، چه اتفاقی می‌افتد؟ دو راه بیشتر وجود ندارد: یا باید سرور فیزیکی را آپگرید کنید و یا باید بسته به محدودیت‌های سرور، از هاردهای بیشتری استفاده کنید. در این صورت باید داده‌ها را از محل قبلی به محل جدید ببرید. همان طور که از مدل DAS برمی‌آید، انعطاف و ارتقاپذیری وجود نداشته و باید آن را جایگزین کرد.

پس به طور کلی تفاوت راهکار SAN و DAS عبارتند از: افزونگی، حذف خطای Single point of Failure ،دسترس‌پذیری بالا، قابلیت اطمینان، کارایی بالا و ارتقاپذیری در SAN. در راهکار DAS، به شبکه سنتی متصل هستیم در نتیجه کارایی بالایی نداریم. از طرفی SAN از تکنولوژی سریعتری به نام فیبرنوری بهره‌مند است. در نهایت جدا کردن فضای ذخیره سازی اطلاعات از روی سرورها و قرار دادن آن بر روی یک SAN Storage باعث بالا رفتن و بهینه تر شدن قدرت پردازشی پردازنده های موجود بر روی سرور خواهد شد، DAS ها خواه ناخواه بخشی از قدرت پردازشی را به خودشان اختصاص می دهند. هنگامی که صحبت از انعطاف پذیری و تطبیق پذیری به میان می آید، هیچ فناوری ای بر استوریج های سطح بلاک (Block level Storage) برتری ندارد.

SPOF چیست؟

SPOF مخفف Single Point Of Failure است و بخشی از سیستم است که اگر خراب شود و یا از کار بیفتد، کل سیستم از کار می‌افتد. در واقع SPOF به مولفه مهم و حیاتی (Critical) در سیستم اشاره دارد که وقتی Failover در آن رخ دهد، کل عملیات سیستمی متوقف می‌شود.

SPOF برای هیچ سیستمی خوشایند نیست مخصوصا سیستم‌هایی که دسترس پذیری بالا (HA) و قابلیت اطمینان بالایی لازم دارند مانند اپلیکیشن‌ها و نرم افزارها، سیستم‌های صنعتی، شبکه‌ها، فروشگاه‌های زنجیره‌ای و …

در محاسبات و پردازش، SPOF ها را از طریق افزونگی و Redundancy و یا کلاسترهای High Available، حل می‌کنند.

سیستم‌هایی با قابلیت اطمینان بالا، بدون SPOF یا NSPOF طراحی می‌شوند. یعنی خرابی یک مولفه، سیستم و عملیات سیستمی را متوقف نمی‌کند.

نتیجه

SAN مناسب هر اپلیکیشنی است و قطعا اکسترنال بوده و از آنجا که یک یا دو استوریج داریم، مدیریت متمرکز هم وجود دارد. برای سازمان‌های کوچک تا بزرگ قابل استفاده است. فاصله در آن می‌تواند زیاد باشد و سرعت و دسترسپذیری نیز بالاست. درکنار همه اینها ممکن است تجهیزات شبکه SAN با هم سازگار نباشند و همچنین هزینه خرید و پیاده‌سازی است که آن هم بالاست!

تفاوت شیوه‌های ذخیره سازی SAN و NAS و DAS

ویدئوی مقایسه ویژگی های DAS، NAS و SAN

DAS – SAN – NAS: کدام یک برای استوریج مجازی مناسب‌تر است؟

برای تهیه استوریج مجازی، سه استوریج DAS و NAS و SAN را می‌توان استفاده کرد و در ادامه به آن می‌پردازیم که از بین این سه راهکار استوریج و ذخیره سازی، کدام یک مناسب‌تر است.

مزایا و ویژگی‌های DAS

DAS به شیوه‌های مختلفی قابل پیاده‌سازی است: دیسک‌ها مستقیم به کیس سرور وصل می‌شوند یا به صورت اکسترنال انکلوژر- External Enclosure- و از طریق کارت SCSI/SAS، مستقیم به باس داخلی سرور وصل می‌شوند.

1. DAS از NAS و SAN هزینه کمتری دارد. اگر مستقیم به سرور وصل شود، تنها هزینه آن، خرید هارد درایوها است.
2. DAS قابلیت اشتراک‌گذاری ندارد. طبق تعریف، DAS مختص سروری است که به آن وصل است در نتیجه منابع به آسانی نمی‌توانند با سرور دیگری به اشتراک گذاشته شوند خصوصا اگر هارد درایوها مستقیم به کیس سرور وصل باشند. اشتراک‌گذاری محدود ممکن است باعث بروز مشکلی جدی در پیاده‌سازی‌های بزرگ‌تر سرور مجازی شود چون سرور فیزیکی به استوریج کلاستر می‌شود تا از طریق ویژگی‌هایی مانند VMotion در VMware، بتواند Local Resiliency را فراهم کند که این محقق نمی‌شود مگر اینکه استوریج قابل اشتراک‌گذاری باشد.
3. DAS ارتقاپذیر (Scalable) نیست. ارتقاپذیری در جهات مختلفی محدودیت دارد: اول اینکه خود انکلوژر معمولا در اندازه، محدود است و ظرفیت استوریج هم محدودیت دارد. دوم اینکه، تعداد اسلات‌های افزونه که به کارت‌های SCSI و SAS وصل می‌شوند، اتصال به سرور را محدود می‌کنند.
4. DAS کارایی راهکارهای SAN و NAS را ندارد. کارایی، فاکتور مهمی در توان عملیاتی بالا در محیط‌های سرور مجازی است.
5. DAS نمی‌تواند ویژگی‌های پیشرفته‌ای مانند Remote Replication و Snapshots را ارایه دهد. به خاطر داشته باشید که هر چند که داشتن این ویژگی‌ها خوب است، اما ممکن است ضرورتی برای محیط مجازی شما نداشته باشد.

حالا این سوال پیش می‌آید که چه زمانی DAS راهکار بهتری نسبت به SAN و NAS است؟ واضح است که هزینه مساله مهمی است که DAS را انتخاب مناسبی می‌کند اما باید بدانید که اگر ویژگی‌های پیشرفته‌ای مانند Remote Replication یا High Performance/Scalability در محیط مجازی شما کاربردی ندارد، DAS انتخاب خوبی است. مثلا اگر در شعبه مورد نظر شما که فقط یک سرور فیزیکی وجود دارد، DAS با کارت اینترنال RAID ترکیب شود، راهکار فوق‌العاده‌ای است.

مزایا و ویژگی‌های NAS

NAS اتصال به سرور مجازی را از طریق اتصال TCP/IP فراهم می‌کند و دسترسی به استوریج به صورت File Level امکان‌پذیر است. نقاط قوت و ضعف NAS شامل موارد زیر است:

1. NAS قابلیت اشتراک‌گذاری دارد. منابع با پیاده‌سازی چندین ESX قابل اشتراک‌گذاری هستند. این ویژگی، زمانی که از محیط‌های مجازی کلاستر شده و ویژگی‌هایی مانند VMotion استفاده می‌کنید، مزیت مهمی است.
2. NAS در زمینه ظرفیت و کارایی، ارتقاپذیر است. کارایی در پیاده‌سازی‌های مجازی بزرگتر، مساله مهمی است. جمع‌آوری I/O در تعداد کمی LUN، بر روی توان عملیاتی و Bottleneckها تاثیر می‌گذارد که از ویژگی‌های پیشرفته NAS است.
3. NAS ویژگی‌های پیشرفته‌ای مانند Thin Provisioning ،Replication و Snapshots را فراهم می‌کند. این ویژگی‌ها در بسیاری از محیط‌های مجازی، بسیار مفید هستند. Thin Provisioning را می‌توان برای محدود کردن مقدار استوریج واقعی که برای هاست‌های مجازی فراهم می‌شود، استفاده کرد. یعنی تمام استوریجی که به آنها ارایه می‌شود را استفاده نمی‌کنند. Snapshots امکان تهیه Imageهای ماشین مجازی را برای بکاپ داده فراهم می‌کند و یا برای Cloning استفاده می‌شوند که چندین Image مجازی از فقط یک Gold Master Image ایجاد می‌شود. ترکیب Thin Provisioning و Snapshots، امکان ایجاد صدها ماشین مجازی را با هزینه بسیار کم استوریج، فراهم می‌کند. این روش، روش بسیار بهینه Provisioning برای محیط‌های On-Demand است.
4. NAS مدیریت استوریج را از سرور می‌گیرد. یعنی Imageهای ماشین مجازی به عنوان File System مدیریت و بکاپ گیری می‌شوند.
5. NAS می‌تواند هزینه‌بر باشد. در کنار هزینه بالا، تعداد دستگاه‌های NAS در بازار بسیار زیاد است: از دستگاه‌های ۴ دیسکی گرفته تا پیکربندی‌های چند پتابایتی.

مزایا و ویژگی‌های SAN

SAN اتصال به سرور مجازی را یا از طریق پروتکل فیبرنوری (Fibre Channel-FC) یا از طریق پروتکل iSCSI فراهم می‌کند. نقاط قوت و ضعف SAN شامل موارد زیر است:

1. SAN قابلیت اشتراک‌گذاری دارد. منابع به آسانی می‌توانند بین چندین دستگاه سرور مجازی به اشتراک گذاشته شوند که در محیط‌های مجازی کلاستر شده مزیت مهمی است.
2. SAN هم در زمینه ظرفیت و هم در زمینه کارایی، بسیار ارتقاپذیر است. ارتقاپذیری در پیاده‌سازی‌های بزرگ سرورهای مجازی، اهمیت بسیار زیادی دارد و تمام فلسفه SAN، فراهم آوردن سطوح بالای ارتقاپذیری است.
3. SAN Storage قادر به تامین synchronous replication است. این ویژگی عموما در پیاده‌سازی‌های NAS فراهم نیست. این ویژگی در بسیاری از محیط‌ها، نیازی اساسی در استراتژی Disaster Recovery است.

Resiliency در محیط‌های SAN بسیار بالاست. محیط‌های SAN مجهز به Dual Fabricها، HBAها و Highly Available Storage Arrays است.

کدام نوع استوریج با محیط مجازی شما بیشترین تناسب را دارد؟

1. افراد مختلف، نیازهای متفاوتی در محیط‌های مجازیشان دارند.
2. اگر هزینه برایتان مهم است، اگر محیط مجازی کوچکی دارید، یا اگر محیط شما نیازی به ویژگی‌های پیشرفته‌ای مانند Data Replication ندارد، DAS را انتخاب کنید.
3. اگر محیط‌های مجازی بزرگی دارید، NAS یا SAN را انتخاب کنید. اگر لازم است که از تعداد زیادی هاست مجازی، Clone تهیه کنید، NAS گزینه بهتری است، اما اگر به سطوح بالاتری از دسترس پذیری و Resiliency نیاز دارید، SAN مناسب‌تر است.