بررسی ساختار انواع ذخیره سازهای تحت شبکه و نحوه کار آنها
تجهیزات ذخیرهساز تحت شبکه گزینه مناسبی برای پیادهسازی زیرساختهایی هستند که قرار است اطلاعات مختلفی را میزبانی کرده و علاوه بر این به کلاینتها و کاربران شبکه اجازه دهند به شکل اشتراکی به این اطلاعات دسترسی داشته باشند. با اینحال، نکته مهمی که هنگام خرید تجهیزات ذخیرهساز باید به آن دقت کنید انواع مختلف گزینههایی است که در اختیار دارید.
ذخیرهساز تحت شبکه
امروزه ذخیرهسازی اطلاعات در یک سازمان یکی از مهمترین چالشهای پیشروی مدیران فناوری اطلاعات است. بهطور معمول، مدیران شبکه در هنگام طراحی اولیه شبکه یک سازمان یا بهینهسازی شبکه با مباحث مرتبط با ذخیرهسازی اطلاعات روبرو هستند. بنابراین، به عنوان یک کارشناس شبکه باید اطلاعات کافی در ارتباط با انواع مختلف تجهیزات ذخیرهساز تحت شبکه داشته باشند.
هر سیستم پردازشی برای ثبت و ذخیرهسازی اطلاعات نیازمندفضای ذخیرهسازی است. به دستگاهی که اطلاعات درون آن ذخیره میشود استوریج (Storage) گفته میشود. لذا هنگام طراحی زیرساخت و سرویسهای شبکه باید فضای استوریج متناسب با آن در نظر گرفته شود.
بهطور کلی، تجهیزات ذخیرهسازی سرور و شبکه به دو گروه تجهیزات داخلی و خارجی تقسیم میشوند. تجهیزات ذخیرهساز داخلی به هارددیسک و متعلقات آنها که درون سرورها نصب میشوند اشاره دارند،
در حالی که تجهیزات ذخیرهسازی خارجی به انواع مختلف دستگاههای ذخیرهساز مبتنی بر هارددیسک، نوار مغناطیسییا در مقیاس کلان فضای ابری اشاره دارند که به عنوان تجهیزات مکمل به سرور یا شبکه وصل میشوند.
تجهیزات ذخیرهساز خارجی مبتنی بر دیسکهای سخت بر مبنای پروتکلها و معماری ارتباطی، زیرساخت سختافزاری، سیستمعامل، نرمافزارهایکاربردی و نوع کاربری به گروههای NAS، SAN و DAS تقسیم میشوند که تعاریف هر یک به شرح زیر است.
ذخیرهساز دس DAS Storage
ذخیرهساز اتصال مستقیم Direct Attached Storageبه زیرساخت یا سیستمی اشاره دارد که در آن استوریج به شکل مستقیم به سرور یا ایستگاه کاری از طریق کابل متصل میشود.
یک هارد دیسک که به تنهایی از طریق کابلهای ساتا یا اسکازی به سیستم متصل شده است را میتوان یک DAS در نظر گرفت. علاوه بر این، مجموعهای از دیسکهای سخت که توسط یک کنترلر داخلی یا خارجی به کامپیوتر متصل میشوند را نیز یک DAS مینامیم.
نکته مهمی که در این ارتباط وجود دارد این است که استوریج تنها در اختیار یک سیستم است. پرسشی که اکنون مطرح میشود این است که DAS چه کاربردی دارد؟ بهطور کلی، DAS در ارتباط با مواردی مثل فایل سرور، وب سرور، ایمیل سرور و دیتابیس سرور کاربرد دارد.
با این توصیف باید بگوییم این فناوری هنگامی استفاده میشود که حجم دادههای مورد نیاز بیشتر از مجموع هارددیسکهای نصب شده روی سرور است، در این صورت با افزودن یک دستگاه DAS تعداد هارد دیسکهای تحت مدیریت سرور را افزایش میدهیم.
بدیهی است که ارتباط استوریج با سایر تجهیزات موجود در شبکه از طریق سرور است. در این حالت کارهایی مثل فرمت، خواندن و نوشتن اطلاعات توسط سرور انجام میشود.
یکی از مزایای DAS سهولت استفاده و کم هزینه بودن آن است. کافی است دستگاه و یک کابل خریداری کنید و دستگاه را به سرور متصل کنید و برای تنظیمات رید و پارتیشنها از پنل مدیریتی سرور استفاده کنید.
این فناوری ارزانترین نوع استوریج است. استفاده از DAS در یک شبکه برای راهکارهای ذخیرهسازی مستقیم اطلاعات در یک سرور که نیازی به مدیریت، کنترل و استفاده آن در دیگر نقاط شبکه نیست پیشنهاد میشود. از کانالها و اینترفیسهای قابل استفاده برای اتصال DAS و سرور باید به SCSI ،SAS ،SATA ،ATA ، eSATA وFiber Channel اشاره کرد.
ذخیرهساز NAS سرنام Network Attached Storage
اگر نیازمند یک مکانیزم ذخیرهسازی پایدار هستید و به دنبال آن هستید تا اطلاعات به شکل طبقهبندی شده و سازمان یافته در اختیارتان باشد باید از فناوری ذخیرهساز متصل به شبکه (NAS) سرنام network attached storage استفاده کنید.
عملکرد فناوری فوق شباهت زیادی به اتصال یک هارددیسک خارجی به یک سیستم دارد، با این تفاوت که ظرفیت بیشتری در اختیار دارید و دستگاههای مختلفی قادر به اتصال و استفاده از نس هستند. NAS دستگاهی است که میزبان هارددیسکهای خارجی است، مجهز به سیستمعاملی است که هارددیسکها را مدیریت میکند و نه تنها اجازه ذخیرهسازی اطلاعات را میدهد بلکه در کاربردهای دیگری مثل مجازیسازی نیز قابل استفاده است.
هنگامی که یک نس را خریداری میکنید، به جای این که آنرا از طریق یک کابل یواسبی به یک دستگاه متصل کنید، آنرا به یک شبکه محلی متصل میکنید. اتصال معمولا از طریق اترنت (Ethernet) انجام میشود، اما برخی از تجهیزات ذخیرهساز تحت شبکه قابلیت اتصال به شبکه از طریق وایفای را نیز دارند.
در عمل شما با یک NAS شبیه به یک درایو خارجی کار میکنید. به محض این که NAS به شبکه متصل شود، قادر به استفاده از آن هستید، با این تفاوت که به جای رفتن به File Explorer کامپیوتر به سامانه فایلی شبکه وارد میشوید.
رویکرد فوق یک مزیت مهم دارد. هر کاربری که به شبکه دسترسی داشته باشد، قادر است به این فضای ذخیرهسازی دسترسی پیدا کند. اگر شبکه را به شکلی پیکربندی کنید که قابلیت اتصال از راه دور را ارایه کند، میتوانید از طریق اینترنت و هر مکانی به NAS دسترسی داشته باشید. بنابراین، برای انجام فعالیتهای دورکاری گزینه مهمی است. به ویژه اگر قصد استفاده از مکانیزمهای ابرمحور را ندارید.
NAS یکی از مهمترین و پر استفادهترین سیستمهای ذخیرهساز اطلاعات است که تقریبا در تمامی شبکههای سازمانی آنرا مشاهده میکنید. دستگاههای NAS خود به شکل یک سرور عمل میکنند، بهطوری که تعداد زیادی دیسک سخت یا حافظه حالت جامد (SSD) در آن نصب میشود و تمامی عملیات مدیریت این فضاهای ذخیرهساز را خود سیستمعامل نس انجام میدهد.
تمامی دستگاههایNAS از پروتکل TCP/IPپشتیبانی میکنند و بر مبنای معماری آیپیمحور کار میکنند. با توجه به اینکه پروتکلهای دسترسی به NAS پروتکلهای مبتنی بر فایل (File-Based) هستند و قابلیت ذخیرهسازی اطلاعات در قالب پروتکلهای ذخیرهسازی NFS و CIFSرا دارند، کلاینتها و کاربران در هر شبکه فارغ از سیستمعاملی که روی دستگاه آنها نصب شده قادر به دریافت یا ارسال فایلها و منابعی هستند که روی NAS میزبانی میشود.
بهطور کلی از NAS برای مدیریت متمرکز فایلهای سازمانی و اشتراکگذاری مستندات توسط کارمندان استفاده میشود. با توجه به سرویسهای اشتراکگذاری فایلهایی که نس ارایه میکند، پیچیدگی مدیریتی فایل سرور و محدودیت فضای دیسکهای سخت کاهش پیدا میکند و اطلاعات به شکل ساختیافته ذخیرهسازی میشوند.
در این حالت، مشکلاتی مثل تناقض در مستندات ذخیره شده توسط کارمندان مختلف برطرف میشود و حتا میتوان نسخه پشتیبان دقیقی از اطلاعات بر مبنای معماری رید که تعریف شده تهیه کرد.
مزیت بزرگی که نس نسبت به DAS دارد، سهولت اشتراکگذاری فایلها بین چند کلاینت است. در این حالت سرعت سیستم نسبت به فایل سرور سنتی بیشتر است و با توجه به ویژگی Multiple Access اجازه دسترسی همزمان چند نفر به سرویسها را میدهد.
امروزه دستگاههای NAS بخشی از فضای خود را در قالب block level در دسترس سرورهای شبکه میگذارند. بهطور کلی در هنگام خرید NAS باید به طراحی و شکل ظاهری، راهحل های پشتیبانگیری و بازیابی فاجعه، جستوجوی سریع برای پیدا کردن اطلاعات، پردازنده مرکزی، ظرفیت ذخیرهسازی، حافظه ذخیرهساز اصلی، پشتیبانی از شبکههای 10GbE، پایداری بالا با هدف استمرار فعالیتهای کسبوکار، پشتیبانی از M.2 SATA 6Gb/s SSD و حافظه داخلی SSD 2.5، رمزنگاری پیشرفته، سرمایش فنمحور، راهحلهای یکپارچه مجازیسازی و کانتینرها، راهحلهای پشتیبانگیری از اطلاعات با هدف بهبود امنیت فایلها و امنیت جامع برای محافظت از دادهها دقت کنید.
ذخیرهساز تحت شبکه (SAN (SAN Storage
بهطور معمول، NAS توانایی پاسخگویی به نیازهای مختلف شرکتها را دارد. با اینحال، برخی شرکتها روزانه حجم بسیار زیادی از اطلاعات را تولید میکنند و بر همین اساس نیازمند یک مکانیزم ذخیرهسازی جامعتر و کاملتر هستند.
به بیان دیگر، اگر سیستم ذخیرهسازی NAS به تنهایی نتواند فضای لازم برای ذخیرهسازی ارایه کند در این حالت باید به فکر راهحل پیشرفتهتر شبکه ناحیه ذخیرهسازی SAN سرنام Storage area network باشید.
در روش SAN، دادهها روی سرورهای داخلی سازمان ذخیره میشوند و از طریق پروتکلها و کانالهای ارتباطی درون سازمانی دسترسی به اطلاعات فراهم میشود، با اینحال برعکس فناوری NAS در معماری ذخیرهسازی SAN یک ارتباط داخلی میان فضاهای ذخیرهسازی ایجاد میشود. بهطوری که فضایهای ذخیرهسازی تحت شبکه بر مبنای توپولوژیهای خاصی به یکدیگر متصل میشوندتا یک فضای ذخیرهسازی یکپارچه را به وجود آورند.
اصلیترین تفاوتی که میان SAN و NAS وجود دارد در نحوه ذخیرهسازی و میزبانی اطلاعات مستتر است. دادههایی که روی NAS قرار میگیرند از طریق نرمافزارها و سختافزارهای دستگاه کنترل میشوند و به همین دلیل به آنها سامانههای فایلمحور میگویند، در حالی که در سیستم SAN اطلاعات به شکل یک سری بلوک ظاهر میشوند. بهطوری که NASها در قالب معماری فایل سرور قابل استفاده هستند، در حالی که SANها در قالب دیسک درایو قابل استفاده هستند.
دومین تفاوت SAN و NAS در مکانیزمهای ارتباطی است. SANها به جای پروتکل TCP/IP از پروتکلهای دیگر نظیر Fiber Channel و iSCSI استفاده میکنند. در مکانیزم ذخیرهسازی SAN اطلاعات در قالب بلوکیهایی ذخیره شده یا مورد استفاده قرار میگیرند، بهطوری که سرورهای متصل میتوانند بدون واسطه و به شکل مستقیم به بلوکهای دیسکهای سخت دسترسی پیدا کنند، به همین دلیل دسترسی به اطلاعات با سرعت بالایی انجام میشود.
این استوریجها برای هر نوع کاربردیمثل ذخیرهسازی فایل، ذخیرهسازی پایگاه داده، مباحث مجازیسازی و ذخیرهسازی کلان دادهها (Big Data) عملکرد خیلی خوبی دارند و در کمترین زمان ممکن دسترسی به اطلاعات را امکانپذیر میکنند.
با توجه به اینکه فضایی که از طریق SAN در اختیار سرورها قرار میگیرد به شکل بلوکهای خام (Block level) است، این امکان وجود دارد که از سیستمهای فایلی (File Systems) مختلفی متناسب با نیازی کاری همراه با ذخیرهساز استفاده کرد. بهطور مثال، اگر از ویندوز استفاده میکنید، امکان قالببندی دیسکها با NTFS، اگر از VMware Server استفاده میکنید با VMFS و…. وجود دارد.
ساختار ارتباطی یک سرور با ذخیرهساز SAN شبیه به ساختار ارتباطیDAS است، به همین دلیل SAN Storage در مقیاس کلان و هنگامی که سرورهای زیادی در شبکه وجود دارد و نیازمند عملکرد بالا و انعطافپذیری زیاد هستیم استفاده میشود.
علاوه بر این، مکانیزم ذخیرهسازی فوق برای عملیاتی مثل فرآیندهای بکاپگیری و پیادهسازیDisaster Recovery کارآمد است. بهطور معمول، ساختارهای خوشهبندی در شبکههای بزرگ با استفاده از تجهیزات SAN انجام میشود. بهطور معمول در شبکه SAN از پروتکلهای ارتباطی FC و Fiber Channel استفاده میشود. هرچند پروتکلهای دیگری مثل FCOE نیز وجود دارند.
ذخیرهسازی Tape
یکی دیگر از روشهای ذخیرهسازی اطلاعات است که البته دیگر منسوخ شده و تنها برای کاربردهای خاصی از آن استفاده میشود. امروزه نوارها تنها برای تهیه نسخه پشتیبان از اطلاعات و به ویژه اطلاعاتی که قرار نیست تغییر پیدا کنند استفاده میشوند.
اصلیترین عاملی که باعث شده این فناوری قدیمیهنوز هم توسط برخی سازمانها استفاده شود به ماندگاری بالای نوارها، حجم بالا در مقایسه با قیمت پایین نسبت به ذخیرهسازهای مبتنی بر هارددیسک، دارا بودن ویژگی WORMو سرعت نزدیک به هارددیسکهای سنتی است.
ذخیرهسازهای تحت شبکه HP
امروزه شرکتهای مختلف مثل کیونپ، وسترن دیجیتال و نمونههای مشابه در زمینه ساخت ذخیرهسازهای تحت شبکه مشغول به فعالیت هستند، با اینحال استوریج های hp به دلیل اینکه انعطافپذیری خوبی با سرورهای این شرکت دارند و از طرفی بر مبنای فناوریهای مختلفی که در بالا به آنها اشاره کردیم ساخته میشوند مورد توجه شرکتها قرار دارند.
بهطور معمول، شرکتها برای کاهش هزینهها و دستیابی به ظرفیت بالای ذخیرهسازی در سرورهای پرولیانت اچپی و سرورهای تیغهای (Blade) از ذخیرهسازهای خاص این شرکت موسوم به انکلوژر که مبتنی بر معماری DAS هستند استفاده میکنند. DAS استوریجهای اچپی در سرورهای تیغهای با هدف دستیابی به سرعت 6Gb/s به کار گرفته میشوند و به سادهترین شکل امکان قرارگیری آنها درون رک وجود دارد.
این استوریجها چگالی بالایی داشته و نسبت به قابلیتهایی که ارایه میکنند مقرون به صرفه هستند. علاوه بر این با استفاده از نرمافزار مدیریتی به سادهترین شکل امکان پیکربندی آنها حتا هنگامی که روشن است وجود دارد.
یکی از فناوریهای مهمی که اچپی در دنیای تجهیزات ذخیرهساز ابداع کننده آن بوده و حتا دوره آموزشی نیز برای آن ارایه کرده است، فناوری است که HPE MSA Storage نام دارد و شامل مجموعه متنوعی از آرایهها، درایوها و گزینههاییاست که برای پاسخگویی به نیازهای کسبوکارهای کوچک در ارتباط با مبحث ذخیرهساز ارایه کرده است.
ذخیرهسازهای تحت شبکه hp که بر مبنای این فناوری ساخته میشوند تجهیزات ایدهآلی هستند که برای پاسخگویی به نیازهای ذخیرهسازی در عملیات مجازیسازی طراحی شدهاند و بیشتر برای شرکتهایی مناسب هستند که بودجه کمی در این زمینه دارند.
از مشخصات فنی جالب توجه این ذخیرهسازها باید به کش مناسب در هر کنترلر، پشتیبانی از حافظههای حالت جامد (SSD)، پورتهای میزبان در هر کنترلر، اتصال 6 Gb/12 Gb FC، اتصال 1GbE/10GbE iSCSI، پشتیبانی از مکانیزمهای ارتباطی FC و iSCSI در یک کنترلر، ارایه سینیهای کافی برای میزبانی هاردیسکهای انکلوژر، پشتیبانی از هارد درایو کوچک (SFF) و…. اشاره کرد.
به طور معمول اگر قصد خرید استوریج اچپی را دارید، بهتر است به ویژگیهای فنی استوریج دقت کنید. از جمله این مشخصات فنی به موارد زیر باید اشاره کرد:
- بسته به مدل شاسیLFF و SFF باشد.
- بسته به مدل دارای دو کنترلر FC iSCSI یا SAS باشد.
- دارای دو پورت میزبان در هر کنترلر باشد.
- بسته به مدل هر کنترلر از اتصال میزبانSAS دوازده گیگابیت، 10GbE iSCSI ،1GbE iSCSIیا 12Gb FC پشتیبانی کند.
- دارای حافظه نهان 6 گیگابایت در هر کنترلر باشد.
- قابلیت پشتیبانی از حافظههای حالت جامد (SSD)، SAS و درایوهایSAS Midline باشد.
- دارای خشابهای کافی برای دیسکهای توسعه (LFFیاSFF) باشد.
- از ظرفیتهای بالا پشتیبانی کند.
- از سطوح مختلفRAIDمثل 1، 5، 6، 10 و… پشتیبانی کند.
استوریج EMC
ذخیرهساز EMC یا به عبارت دقیقتر EMC Storageبهترین عملکرد در ارتباط با نگهداری و ایمن نگه داشتن اطلاعات را ارایه میکند، بهطوری که در آزمونهای انجام شده موفق به دریافت بالاترین امتیاز از سازمانهای مختلف شده است.
امن بودن محل ذخیرهسازی اطلاعات، دسترسی سریع و قابلیت اطمینان بالا باعث شده تا استوریجهای emc مورد توجه سازمانها قرار گیرد. همین مسئله باعث شده تا برخی سازمانها به جای راهحلهای مختلفی که در این زمینه وجود دارد برای نگهداری مطمئن اطلاعات مرکز داده و پیادهسازی یک شبکه SAN کارآمد از استوریجهای emc استفاده کنند.
نکته مهمی که باید در این زمینه به آن دقت کنید انتخاب صحیح نوع و مدل SAN است که نقش مهمی در بهبود امنیت ذخیرهساز و بازیابی اطلاعات دارد. همانگونه که اشاره شد استوریجهای emc به دلیل امنیتبالا در نگهداری اطلاعات، سرعت زیاد در ذخیرهسازی، دستیابی و انتقال اطلاعات باعث شده تا گزینه مناسبی برای محیطهای مختلف باشد.
از مهمترین تفاوتهای استوریجهای emc با نمونههای مشابه باید به کیفیت و قیمت رقابتی آن اشاره کرد که باعث شده در بیشتر مراکز داده شاهد بهکارگیری آنها باشیم. از مدلهای مهم استوریجهای EMC باید به محصولات VNX اشاره کرد.
این سری از محصولات با قابلیت توسعه تا6PB و امکان اتصال از طریق کانال FC-Fiber و اتصال از طریق فناوریهای FCOE و ISCSI (1G,10G) به سازمانها و سرپرستان شبکه اجازه میدهد بر مبنای میزان بودجه روش اتصال مناسب را انتخاب کنند.
محصولات EMC شامل مدلهای سری VNXe که منحصرا ISCSI و سری VNX که ترکیبی از کانالهای ارتباطی FC و ISCSI هستند انعطافپذیری خوبی برای خرید در اختیار کاربران قرار دادهاند.
هنگامی که از محصولات این شرکت استفاده کنید به خوبی متوجه میشوید که سرعت دسترسی به پایگاههای داده مثل اسکیوال و اوراکل چهار برابر سریعتر از محصولات دیگر و علاوه بر این تعداد کانکتورها و حافظههای اصلی دستگاهها به راحتی جوابگوی نیازهای سازمانها هستند. بنابراین در هنگام واکشی اطلاعات از پایگاههای داده شاهد هیچگونه تاخیری نخواهید بود.
بهکارگیری حافظه حالت جامد باعث شده در زمان انتقال اطلاعات و انجام عملیات ورودی و خروجی اطلاعات روی این رسانهها به سرعت نوشته یا خوانده شود. بنابراین با معضل بروز مشکل گلوگاه روبرو نمیشوید.
یکی دیگر از ویژگیهای استوریجهای emc فشردهسازی اطلاعات است که این فرایند به شکل File Level و Block level انجام میشود.
با استفاده از فناوری مذکور کاربر میتواند به میزان قابل توجهی در خرید دیسک صرفهجویی کند و علاوه بر این، وجود سیستم فایلی در استوریجها به همراه حافظه اصلی زیاد، استفاده بهینه از هارد دیسکهایی با ظرفیت متفاوت و سرعتهای مختلف (SATA , SAS , NL-SAS) امکان پیادهسازی یک شبکه ذخیرهسازی کاملا منعطف را فراهم کرده است. بهطوری که استوریجهای این شرکت بهترین گزینه در ارتباط با مبحث مجازیسازی هستند.
از مزایای شاخص محصولات این شرکت باید به پشتیبانی از حداقل چهار هارد دیسک و حافظه حالت جامد، Fast Cache کاملا زیاد، پشتیبانی از هارددیسکهای 3.5 یا 2.5 اینچی، پشتیبانی از معماریهای مختلف رید (RAID)، بهرهمندی از پردازندههای قدرتمند زئون اینتل 4 تا 8 هستهای، وجود پورتهای 1Gb ISCSI، پورتهای 10Gb ISCSI، پورتهای FCOE، پشتیبانی از ظرفیتهای چند صد ترابایتی، تعداد LUNهای قابل تعریف، پشتیبانی از ظرفیتهای فایل سیستمی چند ترابایتی و… اشاره کرد.
در کنار ویژگیهای سختافزاری قدرتمندی که این استوریجها دارند نباید از نرمافزار استوریج Dell EMC Unity VSA غافل شد که روی میزبانVMware vSphere اجرا میشود.
نرمافزار استوریج Dell EMC Unity VSA یک راهکار انعطافپذیر برای ذخیرهسازی است که بی نیاز از سیستم ذخیرهسازی است. در سادهترین تعریف UnityVSA (دستگاه ذخیرهسازی مجازی) یک پلتفرم ذخیرهسازی تعریف شده نرمافزاری است که چابکی و انعطافپذیری بیشتری در اختیار کاربران قرار میدهد. UnityVSA را میتوان روی هاست ESXi یا vCenter منفرد ویامویر با هاست ESXi و منابع کافی مستقر کرد.
نظرات بسته شده است.