انواع سیستم های ذخیره سازی اطلاعات

انواع سیستم های ذخیره سازی اطلاعات

در این مقاله می خواهیم در مورد انواع سیستم های ذخیره سازی اطلاعات و تفاوت آن ها صحبت کنیم .

شرکت ها و سازمان ها برای ذخیره سازی داده های خود نیاز به ساختای و تجهیزاتی

برای ذخیره سازی دارند که بسته به زیرساخت سازمان ها و سیاست هر سازمان

ساختار ذخیره سازی متفاوتی استفاده می کنند .

در کل سه نوع دستگاه ذخیره سازی داده ها بر اساس هارد دیسک وجود دارد .

DAS, NAS, SAN   که در ادامه به تعریف هر یک از آنها می پردازیم.

Storage System

DAS

DAS یا Direct Attached Storage اولین نوع Storage ها بوده در واقع DAS همان استوریج دیجیتالی

یا همان هارددیسک ها هستند که مستقیما به Storage Controller  سرور و یا کامپیوتر ها متصل می شوند

یعنی کنترل Storage مستقیم توسط سرور یا کامپیوتر انجام می شود و در صورت کمبود حافظه ذخیره سازی

با اضافه کردن هارددیسک به سرور یا کامپیوتر مورد نظر میزان فضای ذخیره سازی را افزایش می دهیم .

و برای دسترسی دیگر دستگاه ها و کامپیوتر ها در شبکه به Storage از طریق سرور است .

همانطور که گفته شد بهترین مثال هارد های لب تاپ و PC و سرورها است

که قابلیت اضافه کردن هارد دیسک و تجمیع آن ها وجود دارد .

عموما در DAS  از هاردیسک ها HDD , SSD استفاده می شود

همانطور که اطلاع دارید تکنولوژی ساخت هارد های SSD , HDD کاملا متفاوت بوده

که تفاوت های زیادی بین آن ها ایجاد کرده.  هارد های HDD طول عمر بیشتر و ارزان قیمت تر نسبت به  هارد های SSD هستند

ولی سرعت و کاراییSSD  بیشتر از HDD بوده که باعث محبوبیت SSDها نسبت به HDD ها شده

و این تفاوت ها باعث ایجاد تفاوت در موارد استفاده از آن ها شده .

البته نوعی دیگر از هارددیسک ها وجود دارد که مخصوص سرورها بوده

که تکنولوژی آن ها  بر اساس  هاردهای HDD بوده ولی دارای تکنولوژی پیشرفته تر

با سرعت چرخش دیسک بالاتری طراحی شده .

در DAS از پروتکل های مختلفی مثل SCSI , SAS , SATA, ESATA , ATA , Fibber Channel استفاده می شود .

Das Storage

مزیتهای DAS

• کم هزینه
• راه اندازی ونگه داری از DAS ساده  و آسان بوده
• افزایش ظرفیت DAS به سادگی انجام می شود
• تنظیمات DAS آسان بوده و توسط سیستم عامل انجام می گیرد

معایب   DAS

• امکان پراکندگی Storage  وجود دارد که هم نگهداری آن مشکل می شود و هم باعث ایجاد هزینه اضافی می شود .
• به دلیل اینکه DAS به صورت Share کار می کند امکان کاهش کارایی به دلیل افزایش ترافیک وجود دارد .

NAS

NAS یا Network Attach Storage NAS  .NAS دارای 2 حالت است

NASهای سخت افزاری و NASهای نرم افزاری مانند Free NAS

NAS های سخت افزاری به شکل های متفاوتی هستند مانند D-Link NAS یا QNAP NAs

که بر رویشان OS وجود داره و بسته به مدلهایی که وجود دارد هارددیسک بر رویشان قرار می گیرد .

NAS Storage ها به وسیله پورت شبکه ای که رویشان قرا ر دارد به شبکه وصل می شوند

و تنظیمات لازم بر روی آن اعمال می شود .

از طرفی می توان چند هارد دیسک را تجمیع کرد و با نصب Software NAS بر روی آنها یک NAS Storage ایجاد کرد .

دسترسی به داده ها در NAS ها بر اساس File Level Access می باشد

و پروتکل هایی که استفاده می شود File-Base بوده

یعنی پروتکل های دسترسی در SAN بر اساس فایل بوده مانند پروتکل های NFS , CIFS

مدیریت فایل ها و کنترل دسترسی ها برعهده  سیستم عامل  SAN Storage  است .

Network Attach Storage NAS

مزیت های NAS

•  امکان مدیریت متمرکز فایل ها
• کاهش پیچیدگی مدیریت فایل ها به دلیل امکان Share Storage به صورت شبکه ای و متمرکز
• کاهش پراکندگی اطلاعات به دلیل تجمیع آن در NAS
• بهبود ساختار ذخیره سازی
• کاهش محدودیت و نگرانی نسبت به میزان فضای ذخیره سازی در هاردهای Local

با توجه به اینکه NAS بر اساس IP کار می کند به راحتی در شبکه قرار می گیرد

و شرکت ها با هزینه کم میتوانند یک منبع ذخیره کننده اطلاعات تحت شبکه داشته باشند .

ساختار RAID , Clustering در دستگاه های NAS امروزی بسیار پیشرفت کرده

که باعث افرایش قابلیت دسترسی پذیری به داده مخصوصا نسبت به DAS شده .

به دلیل اینکه مدیریت تمام File Systemها بر عهده دستگاه NAS است

قدرت انعطاف پذیری در فرایند ذخیره سازی داده ها افزایش پیدا کرده .

SAN

SAN یا Storage Area Network  مانند  NAS یک دستگاه است که هارد دیسک ها

به وسیله Enclosure در SAN قرار میگیرد و بسته به اینکه هارد 2.5 یا 3.5 اینچی هستند Enclosure ها متفاوتند  .

بر روی دستگاه هایSAN مانند NAS ها OS وجود دارد و به وسیله سیستم عامل خوده دستگاه آن را تنظیم می کنیم .

دسترسی به داده ها در SAN بر اساس Block Level Access است .

یعنی SAN به جای Share کردن فایل , به کمک پروتکل هایی که در SAN استفاده می شود

دیسک در اختیار سرویس گیرنده ها قرار می دهد .

پروتکل هایی که در SAN استفاده می شود (iSCSI , Fiber Chanel(FC است .

دستگاه های SAN نسبت به دستگاه های NAS بزرگ تر بوده

و تعداد هاردیسک هایی که میتواند ساپورت کند بیشتر بوده که بیشتر به صورت Rack Mount هستند .

گران ترین تکنولوژی که در SAN  استفاده می شود پروتکل FC یا Fiber Channel است

که از فیبر نوری در آن استفاده می شود که نیاز به سوئیچ های شبکه مخصوص

به نام FC Switch  برای اتصال SAN به شبکه است مانند سوئیچ های سری

و همچنین برای اتصال سرور ها نیاز به HBA است که ماژول فیبر نوری است .

این راه کار از راه کارهای بسیار گرانی بوده .

با گذر زمان و پیشرفت تکنولوژی , پروتکلی به اسم FCoE معرفی شد .

استفاده ازFiber Channel over Ethernet باعث کاهش هزینه ها شد .

و دیگرنیاز به خرید HBAبرای سرورها برا اتصال به سوئیچ ها نبود

و به راحتی سوئیچ ها به کارت شبکه های Ethernet متصل می شدند .

پروتکل iSCSI تکنولوژی است که over IP کار می کند

و دردسرها خاصی برای پیکربندی و یا نیاز به تجهیزات مخصوص و گران نداشته .

و به راحتی از سوئیچی ها معمولی راه کار SAN میتوان استفاده کرد .

نکته قابل توجهی که باید در طراحی زیرساخت شبکه به آن باید توجه کرد

این است که در صورت استفاده از راه کار SAN و FCoE در زیرساخت

به دلیل تبادل حجم زیاد اطلاعات باید ترافیک شبکه و ترافیک SAN  و  Server ها را جدا کنیم

تا دچار افت سرعت نشویم . یعنی یک سوئیچ جدا برای اتصال SAN  و سرورها در نظر بگیریم .

یکی از اهداف و امکانات بسیار خوبی که SAN در اختیار ما میگذارد Clustering و  Live Migration است .

مزیت های SAN

• همان طور که گفته شد SAN بر اساس Block Level Access کار می کند

و دیگر مشکلات کار با فایل ها و دردسر های آن وجود ندارد .

و برای نرم افزار ها و پایگاه های داده امکاناتی را به همراه دارد و دیگر نیاز به تنظیمات خاص نیست

و دردسر های تنظیم و قوانین پیچیده اشتراک گذاری فایل وجود ندارد .

• با استفاده از Live migration , Redundancy  خوبی ارائه می شود
• به وسیله SAN وابستگی دستگاه های ذخیره سازی به سرور ها از بین رفته

و هر سروری میتواند به منابع ذخیره سازی دسترسی داشته باشد که باعث افزیش کارایی می شود .

• به دلیل دسترسی به Block Level یعنی دسترسی بدون واسطه به بلاک های هارددیسک

انعطاف پذیری و تطبیق پذیری و سرعت افزایش یافته .

• از SAN برای ذخیره سازی انواع فایل ها و پایگاه داده و انواع فایل سیستم های فضای مجازی

مثل VMFS , vmdk  , ….استفاده می شود

در واقع با SAN انواع  File systemها را می توان درHard Disk ها قرار داد .

• هدف از استفاده SAN ارسال اطلاعات بین دستگاه های ذخیره کننده و سرور ها است

و سرور های مختلف اطلاعات خود را برای سرویس دهی در آن ذخیره می کنند

که باعث انعطاف پذیری بیشتر نسبت به روش های قبل می شود .

• به راحتی میتوان فضای ذخیره سازی و هارد دیسک ها را بدون مشکلی اضافه کرد .

و دیگر نیاز به خرید سرور جدید یا کیس جدید نیست که هم در هزینه تأثیر گذار است

و هم فضای که اشغال می شود کاهش پیدا می کند .

• SAN برای Backup گیری و Disaster Recovery طراحی شده که کار را بسیار راحت کرده است .

و به راحتی می توان اطلاعات از هارددیسک های  SAN

به هاردهای دیگر بدون کوچکترین ارتباط با سرور اصلی

و مالک اطلاعات منتقل کرد وبر روی سرور دیگر اطلاعات را اضافه کرد

که این عدم وابستگی به سرور ها عمل Backup گیری را راحت وکار آمد کرده .

• یکی از مزایای دیگر SAN نسبت به روش های دیگر این است که

در هنگام  عمل Backup گیری دیگر پردازنده های سرور ها درگیر نمی شوند

و از راندمان سرویس دهی آن ها کم نمی شود .

فقط ترافیکی شبکه در هنگام Backup گیری زیاد می شود

و همانطور که قبل تر گفته شد باید ترافیک بین SAN و سرورها با قسمت های دیگر شبکه جدا باشد .

• از مزیت های دیگر میتوان به عمل Backup گیری و Restore کردن سریع تر

و مدیریت متمرکز و یکپارچگی  سرور و استوریج و دسترس پذیری بالا و امنیت بالای آن اشاره کرد .

و همچنین دستگاه های SAN دارای قابلیت Hot Swap دارند .

یعنی بدون نیاز به خاموش کردن دستگاه میتوان هارددیسک به آن اضافه و یا جدا کرد .

معایب SAN

• یکی از معایب SAN که تمامی سازمان ها به آن دقت می کنند هزینه راه اندازی این روش است

ولی در طولانی مدت میتواند توجیح اقتصادی برا سازمان ها داشته باشد .

• در SAN امکان دسترسی مستقیم به صورت فایل به فایل و دایرکتوری وجود ندارد

زیرا فضای ذخیره سازی در SAN به صورت بلاک های از هارد دیسک بوده .

و ممکن است برای بعضی جاها ایراد به حساب آید .

•  به دلیل اینکه دستگاه SAN دائما در حال ذخیره سازی اطلاعات بر روی یک دستگاه است

در صورت استفاده نکردن از خوشه بندی دستگاه ها در شبکه , امکان بروز نقض

در دریافت اطلاعات هنگامی که چند سرور و یا دستگاه به یک بلوک از داده ها

همزمان دسترسی پیدا کنند و یا زمانی که چند سرور از یک بلوک از داده ها

به طور مشترک استفاده کنند , امکان خواندن داده هایی که همزمان سرور دیگر

در حال نوشتن است , وجد ندارد .