ذخیره سازها و انواع آن

Storage چیست:

ذخیره ساز به دستگاه های ذخیره سازی storage گفته می شود که با اتصال به سیستم ها کار ذخیره سازی مطمئن و حجیم اطلاعات را برعهده دارند. امروزه با پیشرفت تکنولوژی ذخیره سازی، دستگاه های ذخیره ساز اهمیت بالایی در ارتباطات و فناوری اطلاعات ایفا می نمایند.

در دنیای شبکه‌های کامپیوتری، استوریج به معنای ذخیره‌سازی داده‌ها و اطلاعات در یک مکان مشخص است. این مکان ممکن است یک سخت‌افزار فیزیکی مثل هارد دیسک، یک سرور یا یک سرویس ذخیره‌سازی ابری (cloud storage) مانند Amazon S3 یا گوگل درایو باشد.

استوریج‌ها اغلب برای نگه‌داری داده‌های مهم مانند: مستندات، عکس‌ها، ویدئوها و برنامه‌های کاربردی استفاده می‌شوند. با گسترش روز افزون حجم اطلاعات، استفاده از استوریج‌ها به شکل چشم‌گیری توسط سازمان‌ها افزایش پیدا کرده است، به طوری که برخی از آن‌ها ترجیح می‌دهند به جای سرویس‌های ذخیره‌سازی ابری از حافظه‌های فیزیکی استفاده کنند.

فناوری ذخیره سازی در سال های گذشته تکامل پیدا کرده و سازندگان پیشنهادات بسیار زیادی را ارائه می کنند. درایوهای دیسک داخلی از چند مگابایت به ترابایت ارتقاء یافته و سیستم های SATA & SCSI هم دارای گزینه های زیادی هستند.

عوامل تاثیرگذار در خرید دستگاه های ذخیره ساز:

1. ظرفیت: مقدار مورد نیاز شما جهت ذخیره سازی اطلاعات چقدر است؟
2. مقیاس پذیری: پیش بینی آینده برای ذخیره سازی اطلاعات شما چقدر است؟
3. قابلیت اطمینان: تا چه حد اطلاعات کسب و کار برای شما ارزشمند است؟ آیا از دست دادن آن خسارات زیادی را به شما وارد می نماید.
4. تهیه نسخه پشتیبان و بازیابی: چگونه می توانید از اطلاعات خود نسخه پشتیبان تهیه نمایید؟ اگر آنها را از دست بدهید چه اتفاقی می افتد؟
5. کارایی: تعداد کارمندان شما و حجم انتقال داده چقدر است؟
6. بودجه: هزینه در نظر گرفته شده شما جهت خرید تجهیزات شبکه چقدر است؟
7. کارشناس IT و منابع: آیا شما کارشناس IT که دارای مهارت کافی باشد را در اختیار دارید؟

انواع دستگاه های ذخیره ساز:

 انواع ذخیره سازها شامل SAS، NAS و DAS می باشند که هر کدام را جداگانه توضیح خواهیم داد.

1ـ ذخیره سازهای DAS:

ذخیره ساز DAS یا همان (direct attached storage) که در زمان پیشرفت دنیای کامپیوتر به عنوان اولین ذخیره سازها به شمار می روند. این Storage ها به صورت مستقیم به کنترولر سیستم و یا سرور متصل می شوند. در واقع سیستم های کامپیوتری و سرورها برای ذخیره سازی و ایجاد فضای مناسب جهت ذخیره اطلاعات به آنان نیازمندند. 

به طور کلی این ذخیره سازها برای استفاده در شرکت های تجاری کوچک مناسب است. هنگامی که سرورها در زیرساخت شبکه عملکرد خود را آغاز می نمایند کار ذخیره سازی را به چند طریق مختلف انجام می دهند. به طور مثال سرورها دارای هاردیسک هایی هستند که به طور مجزا بر روی آن نصب می گردند که به آنها DAS گفته می شود و نسبت به سایر ذخیره سازها از هزینه نصب و راه اندازی کمتری برخوردار است. البته ممکن است از این ذخیره سازها به عنوان مکمل استفاده شود. این درایوها معمولاً برای نصب سیستم عامل و برنامه های کاربر استفاده می شوند.

2ـ ذخیره سازهای SAN:

استوریج (SAN (STORAGE AREA NETWORKS یک ذخیره ساز اشتراکی درشبکه های کامپیوتری است. SAN ها بیشتر در شبکه های بزرگ و متوسط کاربرد دارند. برای استفاده از آنها نیاز به ایجاد زیرساخت های لازم وجود دارد. از مشخصات آنها دارا بودن دیسک های حافظه با ظرفیت زیاد و کنترلرهای مخصوص می باشد. SAN بر اساس الگوریتم های مرتب سازی، اطلاعات را در شبکه به اشتراک میگذارد.

چندین سرور به طورهم زمان می توانند از آن ها استفاده کنند. با استفاده از SAN سطح بالاتری از مدیریت اطلاعات و ذخیره سازی را در شبکه خواهیم دید. این استوریج‌ها برای ذخیره سازی فایل، ذخیره سازی پایگاه داده، فضای مربوط به فایل سیستمِ ماشین مجازی (VMFS) و … با سرعت بسیار بالا قابل استفاده هستند.

با این تجهیزات، شما می‌توانید انواع فایل سیستم‌ها را در فضای ذخیره سازی قرار دهید بنابراین اگر شما از ویندوز استفاده می‌کنید، فضای شما با NTFS و اگر از VMware Server استفاده می‌نمایید با VMFS فرمت می‌شود.

سن سوئیچ 16پورت اچ پی مدل AM868C

سن سوئیچ اچ پی 24 پورت AM867B

سن سوئیچ اچ پی 24 پورت QW938A

البته استفاده از آنها دارای معایبی نیز می باشد که شامل:

• هزینه خرید و راه اندازی بالا
• مدیریت پیچیده

3ـ ذخیره سازهای NAS:

سومین روش (NETWORK ATTACHED STORAGE) بوده که درواقع راه حلی برای ایجاد ذخیره سازی با امنیت بالا، هزینه کمتر با بازدهی بهتراست. این ذخیره سازها از الگوریتم های ذخیره سازی استفاده کرده و با توان بالا فعالیت می کنند. سرورهای استفاده کننده از دستگاه های NAS از انتقال سطحی فایل استفاده می کنند و امنیت خوبی را ایجاد می کنند. این ذخیره سازها از پروتکل TCP/IP استفاده می کنند.

در این روش، مدل دسترسی به اطلاعات File level Access است یعنی باید بر روی استوریج‌های NAS، ویندوز بهینه شده مخصوص استوریج را نصب کنیم. تفاوت عمده SAN با NAS در Block Level بودن SAN است. ویژگی File level Access باعث می‌شود اطلاعات با سرعت پایینی خوانده شود و ترافیک شبکه LAN را افزایش می‌دهد. 

مزیت استفاده از آن این است که مدیریت فضاها به صورت متمرکز انجام می‌شود. این دستگاه ها دارای سیستم‌ عامل هستند و از ویندوز نسخه Storage Server استفاده می نمانید مانند: نسخه مایکروسافتی آن به نام Windows 2012 Storage Server.

مزیت آن نسبت به DAS، سادگی به اشتراک‌گذاری فایل‌ها بین چند کاربر است که سرعت سیستم نسبت به فایل سرور سنتی بیشتر است در واقع دارای ویژگی Multiple Access است و همزمان چند کاربر می‌توانند از آن استفاده نمایند.

• قابلیت اشتراک گذاری داده‌ها
• ارتقاء پذیری از نظر ظرفیت و کارایی
• NAS ویژگی‌های کاربردی مانند Thin Provisioning ، Replication، Snapshot را ارائه می‌دهد.
• مدیریت NAS توسط سیستم عامل خودش انجام می‌شود و وابستگی به سرور ندارد.
• تنوع مدل بالایی در NAS وجود دارد، برای تمام کسب و کارها حتی استفاده خانگی دستگاه مناسب وجود دارد.
• در NAS دسترسی به اطلاعات سریع و ساده است.
• امنیت و سرعت بالای NAS

بیشتر بخوانید: ذخیره سازی مبتنی بر نوار یا Tape؛ انواع LTO

راهکارهای ذخیره سازی:

 Cloud Storage:

این شیوه از ساده ترین شیوه های ذخیره سازی تحت شبکه است و به کاربران این امکان را میدهد که با ساده ترین شیوه ممکن فضای زیادی برای ذخیره سازی اطلاعات غیرفعال در اختیار داشته باشند همانطور که گفتیم Cold Storage یک سیستم ذخیره ساز برای نگهداری داده‌های غیر فعال یا Inactive است که به منظور بکاپ، آرشیو و Disaster Recovery استفاده می‌شود. استوریج‌های اصلی با کارایی بالا اصولا گران‌ قیمت هستند و برای ذخیره داده‌های غیرفعال گزینه مناسبی نیستند.

از ویژگی های Cold Storage میتوانیم به، هزینه پایین، ظرفیت بالا و توانایی بالا در نگهداری داده به مدت طولانی یا همان Data Durability  اشاره کنیم. به طور کلی Cold Storage دارای معایبی نیز میباشد. اگر اتصال شما با اینترنت قطع شود شما امکان دسترسی به اطلاعات خود را نخواهید داشت. همچنین سرعت آن نسبت به شبکه های داخلی کندتر میباشد. همچنین امکان سرقت و یا نادیده گرفتن حریم خصوصی شما نیز در آن وجود دارد.

Tiered storage:

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 استوریج با بالاترین سطح کارایی قرار می‌گیرند و داده‌هایی که به ندرت کاربرد دارند، در استوریج ارزان‌تر و ضعیف‌تر ذخیره می‌شوند.

ممکن است Cache، رم، هارد، و یا Tape محل مناسبی باشد. Tiered storage، علاوه بر بالا رفتن سرعت و کارایی در هنگام رجوع به داده، با مدیریت داده ها 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.

Flash Ready و Flash Storage:

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. از معایب Flash Storage میتوان 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 4 برابر بیشتر از HDD‌هاست. نکته دیگر اینکه چون فلش استوریج‌ها دیسک‌های گردان ندارند، احتمال خرابی در آن‌ها کمتر است و طول عمر بیشتری دارند.

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.

تفاوت استوریج های SAN و DAS و NAS:

هزینه راه‌اندازی و تأمین مخارج انواع استوریج ها به ترتیب از DAS ،NAS و SAN افزایش می‌یابد. به همین ترتیب توان مدیریت داده‌ها و کارایی ذخیره‌سازها از استوریج های DAS ،NAS و SAN به ترتیب بالا می‌رود. ذخیره‌سازهای NAS و SAN تقریبا مشابه یکدیگر فعالیت می‌کنند و در نحوه ارتباط با شبکه متفاوت‌اند. در ذخیره‌ساز SAN هر سیستمی که به شبکه متصل باشد، توان مدیریت سیستم و فایل‌ها را دارد اما در NAS مدیریت شبکه بر عهده سیستم عامل محلی متصل به Storage است.

SAN شبکه‌ای متشکل از چند سیستم برای مدیریت و ذخیره‌سازی اطلاعات است اما NAS به عنوان یک استوریج به سرور شبکه متصل می‌شود. همچنین قدرت نوشتن، خواندن و ذخیره اطلاعات در شبکه‌هایی که از استوریج‌های NAS و SAN استفاده می‌کنند نسبت به شبکه‌های دارای ذخیره‌ساز DAS بیشتر است.

به طور کلی تفاوت میان این استوریج ها به صرت زیر است که عبارتنداز:

• DAS وابسته به سرور است اما NAS و SAN بصورت مستقل در شبکه فعالیت می‌کنند.
• دسترسی در SAN به صورت Block level است اما در NAS و DAS به صورت File Level است.
• استوریج DAS ارزان قیمت‌تر از NAS و SAN است.
• استوریج NAS و SAN قابلیت اشتراک‌گذاری منابع و ارتقاء پذیری دارند اما DAS این ویژگی‌ها را ندارد.
• استوریج‌های NAS و SAN ویژگی‌های مهمی مانند Thin Provisioning، Replication، Snapshotsرا دارند اما DAS ندارد.
• نصب و راه اندازی DAS و NAS ساده‌تر از SAN است.
• DAS از سیستم‌ عامل سرور استفاده می‌کند ولی NAS و SAN سیستم عامل مستقل خود را دارند.

نتیجه گیری:

به طور خلاصه می توان گفت جهت ذخیره سازی اطلاعات روش های مختلفی وجود دارد که می توان از آنها در محیط ویندوز استفاده کرد. سه روش اصلی آن شامل DAS ،SAN و NAS می باشند. تفاوت اصلی میان آنها هزینه راه اندازی اولیه، نحوه ذخیره سازی و اضافه کردن می باشد. از فن آوری های مختلفی نیز برای اتصال و کنترل ذخیره سازی مانند: SAS ،Fiber و iSCSI استفاده می کنند.