دستگاه ذخیره ساز اطلاعات ( استوریج های SAN و DAS و NAS)
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 می کنیم Storage می گوییم. لذا هنگام انتخاب سرور باید فضای Storage متناسب با آن نیز در نظر گرفته شود. تجهیزات ذخیره سازی مخصوص سرور و شبكه به دو دسته تقسیم می شوند:
1. تجهیزات ذخیره سازی داخلی: این تجهیزات شامل انواع هارد دیسك و كنترلر هارد است كه داخل كیس سرور تعبیه شده اند است.
2. تجهیزات ذخیرسازی خارجی: این تجهیزات شامل انواع دستگاه های ذخیره سازی مبتنی بر هارد دیسك و نوار مغناطیسی یا Tape است كه به عنوان تجهیزات مكمل به سرور یا به شبكه متصل می شوند.
تجهیزات ذخیره سازی مبتنی بر هارد دیسك بر اساس ساختار شبكه، زیرساخت سخت افزاری، سیستم عامل و نرم افزارهای مورد نیاز و كاربری به صورت زیر تقسیم بندی می شود:
- Storage Area Network)SAN)
- Direct Attach Storage)DAS)
- Network Attach Storage)NAS)
ذخیره سازی SAN (SAN Storage)
ذخیره سازی SAN یا Storage Area Network به شبکه ای از استوریج ها گفته می شود و استوریجی با دسترسی Block level برای سرور در دیتاسنتر است یعنی می تواند بدون واسطه و مستقیم به بلاکهای هارد دیسک دسترسی پیدا کرد که این روش سرعت بالایی دارد. هنگامی كه صحبت از انعطاف پذیری و تطبیق پذیری به میان می آید، هیچ فناوری ای بر استوریج های سطح بلاك (Block level Storage) برتری ندارد. این استوریج ها برای تقریباً هر نوع كاربرد از جمله 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 می توانید انواع فایل سیستم ها را در فضای ذخیره سازی قرار دهید بنابراین اگر شما از ویندوز استفاده می كنید، فضای شما با NTFS و اگر از VMware Serverاستفاده می نمایید با VMFS فرمت می شود.
هدف در این روش، ارسال اطلاعات بین سرورها و دستگاههای ذخیره ساز یعنی فقط خواندن و نوشتن اطلاعات انجام می شود سرویس هایی مانند وب و یا ایمیل در آن ارائه نمی شود. در سازمان های بزرگ با تعداد زیادی سرور، کارایی و انعطاف پذیری بیشتری نسبت به DAS را ارایه می دهد و در عین حال که هزینه سخت افزار آن بیشتر است اما باعث صرفه جویی در هزینه می شود. اگر قرار باشد به فضای ذخیره سازی فعلی خود هارد دیسکی اضافه کنید می توانید به راحتی منابع ذخیره سازی اطلاعات خود را افزایش دهید، این امر می تواند در کاهش فضای مصرفی در اتاق سرور یا دیتاسنترتاثیرگذار باشد. هزینه های سازمان نیز کاهش پیدا می کند زیرا برای اضافه کردن هارد دیسک های بیشتر دیگر نیازی به اضافه کردن سرور جدید در شبکه نیست. بسیاری از دستگاه های SAN و NAS، می تواند به عنوان دستگاه های DAS نیز استفاده شود. تعاریف و استانداردهای شبکه SAN را سازمانی به نام SNIA به وجود آورد و امروزه بسیاری ازشرکت ها از این تکنولوژی استفاده می کنند.
این نوع استوریج ها برای انجام فرآیندهای بکاپ گیری و پیاده سازی Disaster Recovery بسیار کارآمد هستند. در یک SAN می توان به راحتی اطلاعاتی را از هارد دیسک های یک SAN به SAN دیگر منتقل کرد و حتی کوچکترین ارتباطی با سرور اصلی مالک اطلاعات برقرار نمی شود و این عدم وابستگی اطلاعات به سرورها، بکاپ گیری را بسیار کارا می کند. تصور کنید که می خواهید یک بکاپ از اطلاعات موجود در هارد دیسک موجود بر روی SAN تهیه کنید، در حالت معمول و بر روی سرورهای فیزیکی این عملیات می تواند پردازنده های سرور را درگیر کند اما در SAN پردازنده های سرور، پردازشی انجام نخواهند داد. با توجه به اینکه بر روی یک SAN Storage ارتباطات شبکه ای زیادی می توان برقرار کرد و سرورهای مختلف را حتی در فضاهای کاری دور به هم ارتباط داد، کارایی و دسترسی پذیری سرورها بالا می رود، معمولاً ساختارهای کلاسترینگ در شبکه های بزرگ را با استفاده از تجهیزات SAN انجام می دهند. 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.
مزایای SAN
1. بکاپ گیری و Restore کردن سریعتر
2. پیوستگی کسب و کار
3. دسترس پذیری بالا
4. یکپارچگی سرور و استوریج
5. صرفه جویی در هزینه
6. مدیریت متمرکز
7. امنیت
مواردی که روی کارایی شبکه SAN تاثیرگذار است
1. نرخ دیتا
2. اندازه درخواست
3. نرخ خواندن و نوشتن
4. نرخ درخواست
5. زمان پاسخ
6. زمان سرویس دهی
7. تراکم
8. توان عملیاتی
9. پهنای باند:
انواع پهنای باند در شبکه SAN مبتنی بر پروتکل FC:
1 Gb/s (200 MB/s)
2 Gb/s (400 MB/s)
4 Gb/s (800 MB/s)
8 Gb/s (1600 MB/s)
16 Gb/s (3200 MB/s)
32 and 128 Gb/s
پروتکل های شبکه SAN
در این شبکه پروتکل FC و یا Fiber Channel به کار می رود که البته امروزه پروتکل های دیگری مانند FCOE نیز وجود دارد این روش سریعترین و کاراترین روش ارتباطی است و سرعت تبادل اطلاعات بسیار سریعتر از دستگاه های DAS است. امروزه این نوع ارتباطات فیبر نوری درون SAN را به Fiber Channel SAN Storage شناخته می شود.
تجهیزات و توپولوژی ها در شبکه SAN
تجیهزات شبکه SAN در تصویر زیر ارایه شده است.
این تجهیزات همگی با پروتکل FC کار می کنندو با تجهیزات شبکه LAN فرق دارند به عنوان مثال هاب در شبکهSAN با هاب در شبکه LAN متفاوت است.
در ادامه نیز توپولوژی هایی که در شبکه SAN استفاده می شود در قالب تصویری در ادامه آمده است.
انواع Replication بر روی شبکه SAN
منظور از Replication بروز کردن اطلاعات بر روی دو دستگاه ذخیره ساز است تا چنانچه یکی از آنها به هر دلیلی دچار مشکل شود اطلاعات بر روی دستگاهی دیگر موجود باشد و سازمان دچار مشکل نشود. این کار در دو مدل مختلف انجام می شود: همزمان و غیر همزمان. هر کدام از این دو حالت دارای مزایا و معایبی است که در شکل زیر نشان داده شده است.
روش اول: همزمان یا Synchronous
مزیت: تطابق دیتای Remote و Local
عیب: دارای Round Trip Latency یا RTL است یعنی در پردازش بسته در مقصد تاخیر وجود دارد.
روش دوم: غیرهمزمان یا Asynchronous
مزیت: بهبود کارایی اپلیکیشن
عیب: دیتای Remote ممکن است به طور کامل آپدیت نشود.
– ذخیره سازی DAS (DAS Storage)
DAS یا Direct Attached Storage، یک استوریج دیجیتالی است که مستقیم به Storage Controller یعنی کامپیوتر یا سرور متصل می شود یعنی کنترل سخت افزاری آن استوریج با سرور است و بخشی از شبکه ذخیره سازی نیست. این تکنولوژی زمانی مورد نیاز است که حجم دیتای مورد نیاز شما بیشتر از شیارهای هارد روی سرور باشد لذا با افزودن یك DAS تعداد هاردهای تحت مدیریت سرور خود را افزایش می دهید. بدیهی است كه ارتباط استوریج شما با سایر تجهیزات موجود در شبكه از طریق سرور خواهد بود. کارهایی مانند فرمت و خواندن و نوشتن اطلاعات را خود سرور انجام می دهد و در واقع سطح دسترسی آن Block Level است. معروفترین نمونه DAS، هارد درایوهای لپ تاپ و PC است. DAS می تواند شامل یک هارد یا گروهی از هاردهای متصل به هم باشد. دستگاه های DAS می تواند هم درون سرور یا PC (مانند هاردهای داخلی) و هم بیرون آن (مانند هاردهای خارجی یا دیگر دستگاه های ذخیره سازی) قرار گیرد. سیستم های چندگانه می توانند از یک دستگاه DAS استفاده کنند ولی باید هر کدام از سرورها یا PCها اتصال جداگانه ای به آن داشته باشد.
از اولین مزیت های آن سادگی و کم هزینه بودنش است. نصب سیستم های ذخیره سازی تحت شبکه مانند NAS و SAN، نیازمند برنامه ریزی بیشتری است درست مانند خرید و نصب سخت افزار شبکه مانند سوییچ و روتر به همراه کابل کشی و اتصالات مربوطه. این دستگاه ها نیازمند نرم افزار مدیریتی و مانیتورینگ نیز هستند. در مقابل، DAS در اکثر PCها و برخی سرورها نصب هستند و اگر بخواهید DAS بیشتری اضافه کنید تنها کافیست دستگاه و یک کابل بخرید. این تكنولوژی ارزانترین نوع استوریج و متناسب برای شركت های كوچك، متوسط و شعبات شركت های بزرگ است.
برای اضافه کردن DAS اضافی تر به سرورها پیچیدگی بیشتری نسبت به اضافه کردن به یک PC وجود دارد ولی با این حال ساده تر از اتصال دستگاه SAN و NAS است زیرا نیازی به طراحی شبکه و یا خرید سخت افزارهایی مانند سوییچ و روتر نیست. بسته به نوع سرور می توانید DAS را به صورت درایوهایی داخل کیس سرور قرار دهید. گاهی اوقات نیز می تواند در یک کیس جداگانه قرار گیرد. توسعه DAS نیازمند برخی پیکربندی هاست اما اغلب کارمندان شبکه می توانند بدون نیاز به مشاور و متخصص، این کار را انجام دهند. استفاده از DAS بسیار آسان است. فایل ها به صورت معمول ذخیره می شود و سیستم عامل نیز به شما امکان دیدن، تغییر نام، حذف و دیگر کاره را روی فایل می دهد.
تکنولوژی DAS
هاردهای DAS شامل HDD و SDD است که اولی ارزانتر از دومی است اما سرعتش کمتر است. اکثر دستگاه های DAS که امروزه به فروش می رسند، از هارد درایو استفاده می کنند هرچند که دستگاه های SSD و هیبریدی نیز محبوب شده اند مخصوصا در اپلیکیشن هایی که کارایی در آنها مهم است مانند تحلیل بیگ دیتاها. SSD ها کارایی بالایی دارند اما گران هستند ولی در سال های اخیر ارزانتر شده اند. از آنجایی که SSD ها دیسک گران ندارند، قابل اعتمادترند و عمر طولانی تری دارند. اغلب فروشندگان SSD را برای سرورهایی با تعداد کاربران متوسط و بزرگ پیشنهاد می دهند تا به عنوان بخش یا همه فضای ذخیره سازی استفاده شوند.
DAS با پروتکل های مختلفی به PC و سرور متصل می شود که در ادامه آمده است:
1. SCSI
2. SAS
3. SATA
4. ATA
5. eSATA
6. Fibber Channel
در اوایل ظهور کامپیوترها، DAS تنها نوع استوریج بود و تا آن زمان این نام را نداشت تا اینکه نیاز به نامگذاری استوریج ها پیدا شد تا تفاوت بین نوع سنتی و جدید یعنی NAS و SAN مشخص شود.
ذخیره سازی NAS (NAS Storage)
در روش ذخیره سازی NAS یا Network Attached Storage هارد دیسک ها بر روی یک سرور قرار دارد که به آن NAS Storage گفته می شود و سپس این هاردها را در شبکه برای دستگاه های دیگر به اشتراک می گذاریم. در واقع از طریق پروتکلTCP/IP به استوریج متصل می شویم و از آن سرویس می گیریم. این استوریج ها به سادگی، فضایی مركزی، محلی و بسیار در دسترس را برای ذخیره سازی فایل ها و فولدرهای حیاتی برای هر سازمانی را با قیمتی مناسب (نسبت به SAN) فراهم می کنند.
تعریف NAS Storage
در این روش، مدل دسترسی به اطلاعات File level Access است یعنی نمی توانیم بر روی استوریج هایNAS ویندوز نصب کنیم. تفاوت عمده SAN باNAS درBlock Level بودن SAN است. ویژگی File level Access باعث می شود اطلاعات با سرعت پایینی خوانده می شود و ترافیک شبکهLAN را افزایش می دهد. مزیت آن این است که مدیریت فضاها به صورت متمرکز انجام می شود. این دستگاه ها دارای سیستم عامل هستند و از ویندوز نسخه Storage Server استفاده می شود مانند نسخه مایکروسافتی آن به نام Windows 2012 Storage Server، در این ویندوز سرویس هایی مانند DHCPو Active Directory قابلیت فعال سازی ندارد و در عوض قابلیت های به اشتراک گذاری فایل ها (File Sharing) بهینه تر شده است. از NAS معمولا برایFile Sharing و Home Directory استفاده می شود. مزیت آن نسبت به DAS، سادگی به اشتراک گذاری فایل ها بین چند کاربر است که سرعت سیستم نسبت به فایل سرور سنتی بیشتر است در واقع دارای ویژگی Multiple Access است و همزمان چند نفر می توانند از آن سرویس بگیرند.
انواع دستگاههای ذخیره ساز HP که مختص استفاده در NAS است با نام Store Easy شناخته می شوند. شرکت HP این ذخیره سازها را در دو مدلX1000 و X3000 ارایه می دهد مانند مدل 1550 و یا مدل 3850. برای افزایش فضای ذخیره سازی می توان این دستگاهها را به D3000 و یا D6000متصل کرد به عنوان مثال مدل 1650 می تواند 224 ترا بایت فضا در اختیار کاربر قرار دهد. به هر کدام از مدل ها تعداد کاربر مشخصی می تواند وصل شود به عنوان مثال بر روی دستگاه سری 3000 همزمان 30000 کاربر می تواند متصل شود. این دستگاهها برای استفاده به عنوان فایل سرور، Home Folder وRoaming Profile و در شرکت های کوچک و متوسط مناسب هستند.
در واقع این دستگاهها به نوعی سرور هستند که سیستم عامل آنها Windows 2012 Storage Server را دارد و می توان هارد دیسک هایی با حجم بالا و تعداد زیاد روی آن قرار داد و سپس در شبکه به اشتراک گذاشت. انواع مدل های Store Easy و تفاوت آنها در دو شکل زیر نشان داده شده است.
در تصویر زیر تفاوت این موارد را مشاهده کنید:
