اصول ذخیره‌سازی دیجیتال؛ قسمت هفتم: SAN سرورها

در قسمت اول، با واحد‌های اندازه‌گیری آشنا شده و با معرفی فضـای ذخیره‌سازی (Storage) و حافظه (Memory)، به تفاوت‌های این دو پرداختیم. در قسمت دوم، با ادامه مبحث قبل، فضاهای ذخیره‌سازی داخلی (هارد دیسک، SSD و دیسک‌های هیبریدی) را معرفی کرده و مزیت‌ها و معایب هر کدام را برشمردیم. قسمت سوم نیز، مفاهیم اولیه در زمینه هارد دیسک‌های اکسترنال (DAS) و NAS را شامل شد. پس از آن در قسمت چهارم، مباحث مرتبط با DAS و NAS دنبال شد. قسمت پنجم نیز به موضوع افزونگی و امنیت اطلاعات توجه شد و در قسمت ششم، با مبحث پشتیبان‌گیری، موضوع امنیت اطلاعات را دنبال کردیم. حال از شما دعوت می‌کنیم با قسمت هفتم از سری مقالات اصول ذخیره‌سازی دیجیتال همراه باشید.

توضیح: برای درک کامل‌ مطالب بعدی، ممکن است مطالعه قسمت‌های پیشین لازم باشد.

SAN Server یا Storage Area Network، شبکه‌ای اختصاصی است که دسترسی هدفمند و مستقیم کاربران به بسته‌های اطلاعاتی را امکان‌پذیر یا غیرممکن می‌کند. SAN معمولاً، به‌عنوان یک دستگاه ذخیره‌سازی دیجیتال مانند آرایه‌هایی از دیسک‌ها یا نوارهای مغناطیسی با امکان تعیین سطح دسترسی استفاده می‌شود. متداول‌ترین کاربرد SAN، فراهم کردن امکان دسترسی به اطلاعات در مواردی مانند میل‌سرورها، پایگاه‌های اطلاعاتی و همچنین فایل‌سرورها است که در آن‌ها نیازمند سرعت بالای تبادل اطلاعات هستیم. خاصیت ذاتی SAN‌، یعنی سرور بودن، باعث می‌شود که سیستم‌عامل کلاینت، با آن‌ مانند یک درایو محلی (Local) یا اتصال مستقیم (DAS) رفتار کند.

توضیح: شبکه اختصاصی SAN، که در بالا به آن اشاره شد، در تقسیم‌بندی‌های شبکه، زیرمجموعه‌ای از LAN یعنی Local Area Network محسوب می‌شود.

SAN، معمولاً شبکه اختصاصی خود را دراختیار دارد که امکان دسترسی دستگاه‌های دیگر به آن را نمی‌دهد. به عبارت دیگر، تنها کلاینت‌ها متصل به شبکه SAN قادر به استفاده از آن هستند و دسترسی به شبکه مذکور، به کمک روش‌های متداولی مانند به کارگیری IP سرور، اتصال راه‌دور (Remote) و... امکانپذیر نیست.

پس از سال ۲۰۰۰، با پیشرفت تکنولوژی و کاهش هزینه و پیچیدگی‌های راه‌اندازی SAN، محبوبیت آن افزایش یافته و به مرور زمان مورد استقبال شرکت‌های کوچک و متوسط قرار گرفت. با وجود این SAN در محیط غیرتجاری محبوبیت چندانی ندارد.

توضیح: علاوه بر مبحث فوق (Storage Area Network)، عبارت SAN تعریف دیگری هم دارد. SAN می‌تواند مخفف System Area Network نیز باشد که عبارت است از شبکه‌ای با قابلیت و عمل‌کرد بسیار بالا و وابسته به اتصال (Connection-Oriented) که برای دسترسی به کلاسترهای کامپیوتری مورد استفاده قرار می‌گیرد. پایگاه داده مشهور Microsoft SQL Server، از این نوع اتصال و شبکه برای تبادل و بازخوانی اطلاعات بهره‌ می‌برد. این تعریف از SAN، که توسط مایکروسافت و با انتشار ویندوز ۲۰۰۰ معرفی شده، نباید با Storage Area Network اشتباه گرفته شود!

همه چیز به اشتراک‌گذاری (Sharing) باز می‌گردد! Sharing به خاطر عدم نیاز به کابل یا جابه‌جایی فیزیکی، مدیریت نقل و انتقال فایل‌ها را آسانتر می‌کند. اگر کمی به عقب برگردیم، از نظر تاریخی، دیتا‌سنترها، با ساخت فضای ذخیره‌سازی دیجیتال اختصاصی، برای اپلیکیشن‌های مختلف، Sharing و پشتیبان‌گیری مبتنی بر شبکه را معرفی کردند. این فضا‌های ذخیره‌سازی اختصاصی، در ابتدا به صورت جزایری جدا و دور از دید یکدیگر مورد استفاده قرار گرفته و به‌عنوان یک درایو مجازی در رایانه شناخته می‌شدند. SAN سرور، به‌عنوان یک راهکار جدیدتر، این جزایر مستقل را به هم متصل کرده و در یک شبکه پرسرعت به کار گرفت. با این راهکار، فضای ذخیره‌سازی، ازطریق تمام اپلیکیشن‌ها دیده می‌شد.

همان‌گونه که می‌دانید NAS، یک فضای ذخیره‌سازی مبتنی بر شبکه است که البته عمل‌کرد و پیچیدگی کمتری نسبت به SAN دارد. یکی از مهم‌ترین وجوه تمایز SAN و NAS در مدیریت فایل‌های سیستمی است. اگر دو فایل‌ سیستمی محلی به صورت جداگانه روی یک NAS قرار گرفته باشند، می‌توانند بدون اطلاع از وضعیت هم، باعث آسیب دیدن یکدیگر می‌شوند. SAN برای حل کردن این مشکل از راه‌کاری موسوم به Clustered Computing استفاده می‌کند. همین مسئله باعث می‌شود که نتوان به SAN تنها به‌عنوان یک DAS مبتنی بر شبکه یا یک NAS نگاه‌ کرد. از طرف دیگر با وجود اینکه SAN و NAS با هم متفاوت هستند، استفاده از سرورهای هیبریدی SAN و NAS برای به کارگیری تکنولوژی‌های هر دو نیز متداول است.

توضیح: NAS سرورها، برخلاف SAN سرور، از پروتکل‌های انتقال فایل مانند NFS و تنها یک فایل‌‌سیستم خاص، برای تبادل اطلاعات استفاده می‌کنند. در NASها، ذخیره‌سازی به صورت راه‌دور انجام می‌شود و از این نظر تفاوت‌هایی میان عمل‌کرد SAN و NAS وجود دارد.

شبکه SAN، مانند اغلب شبکه‌ها از پروتکل SCSI (بخوانید: اِسکازی) برای ارتباط بین سرور و دیسک‌ استفاده می‌کند. البته برای ارزان‌تر کردن SAN و استفاده از شبکه‌های مبتنی بر IP، پروتکل iSCSI نیز در SAN سرورها رواج یافته است. SAN سرورها از توپولوژی Fiber Channel Fabric، یک زیرساخت طراحی شده برای نقل و انتقال اطلاعات با سرعت بالا، استفاده می‌کنند. فابریک در شبکه SAN، چیزی شبیه به بسته‌ شبکه (Network Segment) محسوب می‌شود. شبکه‌های SAN، به سوئیچ‌ و روترهای خاصی مجهز هستند که با کار در این شبکه سازگار هستند.

این معماری و تجهیزات، عمل‌کرد توپولوژی SAN را به‌طور متمایزی متفاوت کرده و آن را نسبت به نمونه‌های به کار رفته در NAS، از سرعت بالاتر و قابلیت اطمینان بیشتری برخوردار کرده است. از طرف دیگر، یکی از مشکلات شبکه‌های SAN، تفاوت تجهیزات سخت‌افزاری سازنده‌های مختلف است که سازگاری دو شبکه با سخت‌افزار متفاوت را سخت‌تر می‌کند. امروزه اغلب تولیدکنندگان SAN سرورها، محصولات خود را سازگار با توپولوژی‌های مختلف ارائه می‌کنند تا تبادل داده در توپولوژی‌های مختلف بدون نیاز به یکسان‌سازی یا بروز مشکل انجام شود.

برای استفاده از SAN سرورها، از سیستم‌های مدیریت SAN متفاوتی استفاده می‌شود. بسیاری از شرکت‌های براساس تولیدات خود، سیستم‌های مدیریت اختصاصی تولید می‌کنند. برای مثال شرکت اپل، از Xsan، شرکت IBM از IBM SAN Volume Controller و شرکت اچ‌پی از OpenView Storage Area Manager بهره می‌برد.

یکی از متداول‌ترین کاربردهای SANها در صنعت مدیا (Streaming) است. از آنجا ویرایش، اجرا و توسعه پردازش‌های تصویری به سرعت دسترسی بالا نیازمند است، SAN سرورها گزینه مناسبی برای این بخش محسوب می‌شوند.

این قسمت، آخرین بخش از سری مقالات اصول ذخیره‌سازی دیجیتال است. هدف ما، ارائه مجموعه‌ای از اطلاعات تخصصی و کاربردی به زبان ساده برای افرادی است که تمایل دارند در کنار دسترسی به آخرین اخبار دنیای فناوری به آموزش و یادگیری نیز بپردازند. امیدواریم این مجموعه مقالات پاسخ‌گوی بخش کوچکی از نیازهای شما بوده باشد.