چکیده :
امروزه هر سازمانی برای اجرای فرآیندهای روزمره، به دفعات نیازمند ذخیره‌سازی و بازیابی اطلاعات خود می باشد. در حالی که حجم اطلاعات سازمان‌ها بطور تصاعدی در حال رشد است، بودجه فناوری اطلاعات، تعداد کارکنان و روش های سنتی ذخیره‌سازی اطلاعات نمی‌توانند پاسخگوی نیازهای روزافزون این حوزه باشند. حفظ اطلاعات يكي از مهمترين اركان بقاي هر سازمان مي‌باشد. در صنعت انفورماتيك همواره تهديداتي از قبيل زلزله، آتش سوزي، سيل، طوفان، جنگ، ويروسهاي رايانه اي، اشكالات سخت افزاري و نرم افزاري، خطاي نيروي انساني و... موجوديت اطلاعات را به مخاطره مي اندازد. یکی از راه حل اصولی برای برطرف کردن یا کاهش مخاطراتی اینچنین، به کارگیری روش های نوین ذخیره سازی است که در آن با صرف هزینه کمتر اعم از تحهیزات، کارکنان و نیز هزینه های سربار، حجم اطلاعات بیشتری ذخیره و مدیریت می گردد.

یکی از روش های نوین ذخیره سازی اطلاعات، ذخیره‌سازی نرم‌افزار محور (Software-defined Storage) یا SDS می باشد. در این روش با قرار دادن نرم افزاری به عنوان واسطه بین قسمت سخت افزاری و مدیریتی سامانه ذخیره سازی، بکارگیری و مدیریت آن با انعطاف و سهولت بیشتری در اختیار راهبران شبکه قرار داده میشود.
 از مزیت های ذخیره سازی نرم افزار محور، می توان به :
-    بهینه سازی برای نیازهای مختلف دسترسی به داده ها،
-    گسترش و تسهیل مدیریت ذخیره سازی،
-    مقرون به صرف بودن،
-    مقیاس پذیری کارآمد،
-    صرفه جویی زمان و هزینه،
-    مدیریت متمرکز،
-    اعمال سیاستهای تامین و توزیع منابع در سامانه
اشاره کرد. آنچه در این مقاله به آن پرداخته شده است آشنایی اجمالی با روش ذخیره‌سازی نرم‌افزار محور یا SDS و چگونگی کارایی و انواع آن است. شرکت مهندسی کوثر شبکه نگار با راه اندازی واحد ذخیره سازی در بخش مراکز داده خود، بستری برای مطالعه ، شناخت و پیاده سازی راهکارهای ذخیره سازی و روش های پشتیبان گیری از اطلاعات را جهت ارائه روشهای نوین و کاربردی در زمینه ذخیره سازی در طرح ها و پروژه ها، فراهم آورده است. امیدواریم با ارائه اینگونه راهکارهای نوین، کارا، نقشی موثر در پیشبرد ذخیره سازی، بازیابی و امنیت اطلاعات شرکت ها و سازمان ها ایفا کنیم.

مقدمه:

ذخیره سازی اطلاعات و فراهم آوردن بستری برای نگهداری اطلاعات در سازمان و شرکت، از مهمترین و حساسترین اقدامات سازمان هاست، زیرا اطلاعات جز دارایی های حیاتی هر سازمانی می باشد، اطلاعاتی مانند نامه های درون و برون سازمانی، گزارش های روزانه، قراردادها و... . حفظ اطلاعات يكي از اركان بقاي هر سازمان مي‌باشد. در چنین شرایطی داشتن یک مرکز داده ایمن و کارآمد برای ذخیره سازی اطلاعات، امری اجتناب ناپذیر تلقی می شود. پیشرفت تکنولوژی و افزایش اطلاعات سازمان ها، باعث بوجود آمدن تکنولوژی های متفاوتی در طول سالیان اخیر شده است. تکنولوژی هایی از قبیل DAS ، NAS  ،  SAN و SDS و مانند اینها برای ذخیره سازی اطلاعات مورد استفاده قرار گرفته اند.

 

ذخیره‌سازی نرم‌افزار محور :

ذخیره‌سازی نرم‌افزار محور (تا انتهای مقاله به اختصار SDS  عنوان می شود)، در واقع یک مفهوم یا یک روش می باشد. ذخیره کننده ها، سرورها و منابع مجازی، نیاز به یک برنامه ریزی کاربردی تعریف شده با نرم افزار دارند.
SDS وظیفه هماهنگ سازی چندین دستگاه ذخیره سازی در سطوح بالای مدیریت، توسط نرم افزار را به عهده دارد. این لایه کنترلی بالاتر از لایه ذخیره سازها و منابع ذخیره سازی فیزیکی قرار می¬گیرد و قابلیت¬هایی از قبیل مدیریت متمرکز، تامین فضای مورد نیاز، بهینه سازی حجم کار، حفاظت از داده، ادغام ظرفیت ذخیره سازها و گزارش گیری را ارائه می دهد.

 

با پیاده سازی SDS میتوان حجم کاری را بر اساس نیاز و اولویت بهبود بخشید، سیستم های ذخیره سازی ناهمگون را به صورت متمرکز مدیریت کرد و یا ممکن است بدون جابجایی سیستم های موجود، مقیاس مقرون به صرفه بودن را تغییر داد. به طور قطع پیاده سازی های SDS باهم متفاوت هستند.

با ذخیره‌سازی نرم‌افزارمحور، می توان ذخیره‌ساز فیزیکی را مجازی‌سازی کرد و ظرفیت مدیریت سخت‌افزار ذخیره‌سازیِ  درون سازمانی خود را به یک لایه از نرم‌افزار هدایت نمود. مایکروسافت با فعال‌سازی Storage Spaceها، باعث تجمیع اجزاء ذخیره‌سازی کم‌هزینه و استاندارد صنعتی در یک دیسک مجازی می گردد. همچنین از Windows File Server می توان برای مدیریت ابزارهای ذخیره‌سازی استفاده نمود، که از اتصال منظم SAS بهره می‌گیرد. در نتیجه، ذخیره‌سازی مبتنی بر نرم‌افزار، سریع و کارآمد بوده و پابه‌پای شما رشد و تکامل می‌یابد؛ در صورتیکه کار با ذخیره‌سازی SAN و NAS، یک فرآیند ایستا و ناکارآمد محسوب می گردد.

یک ذخیره ساز مبتنی بر نرم افزار (SDS) یک سیستم عامل یا Hypervisor  می باشد و برای اجرای نرم افزارش نیاز به هیچ ماشین مجازی خاصی ندارد. سیستم عامل (OS) یا ارائه دهنده Hypervisor ، سبب می شوند که خصیصه هایی همچون Thin Provisioning،Snapshots ، Cloning  وReplication  به ذخیره ساز نرم افزاری اضافه شود. به هر حال چیزی که از سخت افزار فیزیکی ذخیره سازها انتظار داریم، طراحی قابل اعتماد (Reliable Design) و در دسترس بودن بالا (High Availability) می باشد.

 

ویژگی های ذخیره‌سازی نرم‌افزار محور:

• بهینه سازی برای نیازهای مختلف داده ها
• گسترش و مدیریت آسان ذخیره سازی
• مقرون به صرف بودن
• مقیاس پذیری کارآمد
• صرفه جویی زمان و هزینه
• مدیریت متمرکز
• اعمال سیاستهای تامین و توزیع منابع در سامانه

 

چالش های پیش روی Software-Defined Storage

1. راهکار SDS برای حجم های کاری بزرگ و پیچیده: بهینه سازی برای نیازهای مختلف داده ها
برخی از محصولات SDS انواع حجم های کاری مختلف را به وسیله قرار دادن داده روی انواع ذخیره سازهای بهینه به طرز هوشمندانه ای مدیریت می کنند. برای نمونه، داده های بسیار بزرگ و پر استفاده بر روی فلش و داده های با استفاده کمتر بر روی دیسک ذخیره می شوند. این کار برای مدت زمانی طولانی توسط سیستم های ذخیره سازهای فیزیکی و ابری ترکیبی در حال انجام است. این محصول می تواند از چندین سیستم ذخیره سازی برای بهبود عملکرد استفاده کند.

2. راهکار SDS برای ساختارهای گسترده ذخیره سازی: گسترش و مدیریت آسان ذخیره سازی
برخی سطوح از کنترل متمرکز توسط تمام محصولات SDS ارائه می شوند. که این مسئله باعث می شود زیرساخت های ذخیره سازی از لحاظ پراکندگی جغرافیایی به خوبی ذخیره سازهای همگن در یک دیتاسنتر عمل کنند. اگر زیرساخت شما خیلی پیچیده تر از آن چیزی است که به نظر می آید، به دنبال محصولاتی از SDS بگردید که قابلیت مدیریت در بین چندین سیستم ذخیره سازی مختلف در مکان های متفاوت ارائه دهند.

3. راهکار SDS برای مقیاس های کوچک: مقرون به صرف بودن و مقیاس پذیری کارآمد
برای درک مقیاس ذخیره سازی، به محصولات SDS توجه کنید؛ که برای سخت افزار ساخته شده اند یا اینکه برای ظرفیت و بازدهی بیشتر در سیستم ذخیره سازی. به این مسئله توجه کنید که محصولات ذخیره سازی ممکن است آن سطح از بازدهی که مد نظر شما می باشد را فراهم نکنند. قبل از اینکه هزینه ای در بخش کالاهای ذخیره سازی SDS در لایه کنترلی صرف کنید؛ حجم کاری داده های خود، کارایی و بازدهی مورد نیازتان را مشخص نمائید.

4. راهکار SDS برای هزینه¬های بالای مدیریت ذخیره سازی: ذخیره کردن زمان و هزینه
جداسازی مدیریت ذخیره سازی از داده ها، موجب کاهش هزینه ها در سرمایه و هزینه های عملیاتی می شود. مدیریت یک ساختار ذخیره سازی یکپارچه و بهبود بخشیدن به حجم کاری، برای انجام سریعتر پردازش ها آسان تر می باشد. مدیریت متمرکز باعث ارائه سطح امنیت بالاتر و اعمال سیاست های مورد نیاز در ساختار به جای استفاده از واسط های کاربری مختلف در سیستم ها می باشد.

5. راهکار SDS برای مدیریت انبار داده ها: مدیریت متمرکز
مدیریت سیستم های ذخیره سازی مختلف و ناهمگون در یک دیتاسنتر، کاری چالش برانگیز و سخت تر از آن، مدیریت سیستم های ذخیره سازی در چندین مکان مختلف می باشد. تمام سیستم های مدیریت متمرکز SDS در یک سطح قرار دارند. اگر به مدیریت مرکزی برای سیستم های جغرافیایی پراکنده نیاز دارید محصولی را که بر روی ذخیره سازهای توزیع شده در انواع مختلف کار می کند انتخاب نمائید. همچنین اگر در دیتاسنتر خود ذخیره ساز ناهمگن دارید یک لایه کنترلی هماهنگ کننده نیز در نظر بگیرید.

6. راهکار SDS برای تامین چندین سیستم ذخیره سازی: اعمال سیاست تامین در سیستم
تامین مناسب فضا در یک سیستم ذخیره سازی می تواند یک مهارت باشد که اگر بدرستی صورت نگیرد، منجر به تامین ظرفیتی بیشتر از نیاز برای اجرا و در نتیجه افزایش هزینه ها برای مدیریت این کار می شود. تخصیص فضا به صورت خودکار در سیستم های ذخیره سازی متمرکز، مشکلات تامین و تخصیص فضا را کاهش و باعث ذخیره منابع و بهبود مدیریت زمان می شود.
انواع ذخیره سازی تعریف شده با نرم افزار امروزه در بازار وجود دارد، از جمله:

•    Hypervisor-based

مبتنی بر Hypervisor

 

•    Container-based (for example, running in a Docker container)

Container مکانی ایزوله است که یک اپلیکیشن بدون اینکه تاثیری بر روی دیگر بخش های سیستم بگذارد می تواند به راحتی اجرا شود.

 

•    Scale-out storage for unstructured data

خوشه بندی و دسته بندی ذخیره سازها. هنگامی که یک سیستم مقیاس کوچک به حد ذخیره سازی خود می رسد، به سادگی یک آرایه دیگر برای افزایش ظرفیت و عملکرد مورد نیاز نرم افزار اضافه کنید.

 

•    Distributed file systems for object storage offload
سیستم های توزیع شده برای ذخیره سازی

•    HCI software (storage is combined with networking, compute, and virtualization software in the same package)
ذخیره ساز با شبکه، محاسبات و نرم افزار مجازی سازی در یک مجموعه ترکیب شده است.

تولیدکنندگان ذخیره‌سازی نرم‌افزار‌محور
•    EMC² Corp
•    HP
•    IBM
•    NetApp Inc.
•    VMware Inc.
•    Coraid
•    DataCore
•    Dell (Nexenta)
•    Hitachi Data Systems
•    Pivot3
•    SwiftStack

 

نتیجه گیری

 SDS یک گام بزرگ در مسیر درست ذخیره سازی می باشد. این تکنولوژی در حال توسعه، می تواند صرفه جویی در هزینه های کارآمد و کافی و ذخیره سازی زمان در مدیریت، کاهش ریسک ها و خطرات مربوط به مدیریت ذخیره سازی را ارائه دهد SDS.  می تواند یک قدم رو به جلو جهت افزایش قابلیت انعطاف در دنیای IT باشد.

شرکت کوثر شبکه نگار با راه اندازی واحد ذخیره سازی در بخش مراکز داده خود، بستری مناسب برای مطالعه ، شناخت و پیاده سازی روشهای مختلف ذخیره سازی و پشتیبان گیری اطلاعات را جهت ارائه راهکارهای نوین وعملی در زمینه ذخیره سازی در طرح ها و پروژه های مراکز داده ، فراهم آورده است. امیدواریم با ارائه اینگونه راهکارهای نوین، کارا و ایمن در زمینه ذخیره سازی اطلاعات، نقشی موثر در پیشبرد امنیت و اطلاعات شرکت ها و سازمان ها ایفا کنیم.

 

منابع
ویکی پدیا
وبگاه ComputerWorld
وبگاه Technavio
وبگاه SDNCentral
وبگاه Netapp
وبگاه شرکت داده رایانش ابری پردیس
وبگاه شرکت موج نوین رایانش ابری

به اهتمام : واحد ذخیره سازی بخش مراکز داده شرکت مهندسی کوثر شبکه نگار