ذخیرهساز متصل به شبکه مجازی چیست؟
ذخیرهساز متصل به شبکه مجازی (Virtual NAS) یک ماشین مجازی (Virtual Machine) است که بهعنوان یک سرور فایل در دسترس کاربران قرار دارد. در این حالت، NAS بهعنوان یک رسانه اختصاصی با یک آدرس منحصربهفرد که سرویسهای ذخیرهساز داده را میزبانی میکند در اختیار کلاینتها قرار میگیرد. NAS مجازی چند مزیت مهم نسبت به ذخیرهسازهای بلوکی سنتی در محیطهای شبکه دارد. NAS مجازی از طریق رابطی مشابه سرورهای مجازی در شبکه مدیریت میشود. از اینرو، میتواند از یک میزبان فیزیکی به میزبان دیگر منتقل شود. این قابلیت، فرآیند تعمیر و نگهداری را ساده میکند، زمان خرابی را بهحداقل میرساند و به کارشناسان شبکه کمک میکند در زمان بروز مشکلات یا حملههای سایبری در زمان کوتاهی اقدام به بازیابی و بازگرداندن شرایط به حالت اولیه کنند. در صورت افزایش ناگهانی و چشمگیر تقاضا برای منابع شبکه، NAS مجازی میتواند بهسرعت به یک میزبان قویتر و سریعتر منتقل شود تا سرویسهای موردنیاز را بدون وقفه در اختیار همه کاربران قرار دهد. همچنین، NAS مجازی همگام با افزایش حجم دادههای ذخیرهشده مکانیزم سادهای برای گسترشپذیری ارائه میکند.
نسل اول سرورهای NAS
سرورهای NAS نسل اولیه، عمدتا سرورهای عمومی بودند که برای انجام یک کار مشخص که سرویسدهی فایلها بود، پیکربندی میشدند. این سرورها در انجام یک کار مشخص، عمکلرد خوبی داشتند. سرورهای NAS با استفاده از تکنیکهای پیشرفته که فرآیندهای پیکربندی و نصب را سادهتر میکردند، به مدیران فناوری اطلاعات اجازه دادند بر دشواریهای مدیریت، پیکربندی و دسترسپذیری غلبه کنند و تمرکز خود را روی مدیریت فایلها و ساختار فایلها قرار دهند و زمان کمتری صرف مدیریت رسانه ذخیرهساز فیزیکی کنند که فایلها در آن ذخیره میشدند. افزودن یک سرور NAS به شبکه فرآیند سادهای بود، مدیریت و نگهداری از آن پیچیده نبود و عمدتا برای طبقهبندی و اشتراکگذاری فایلها و یکپارچهسازی فضای ذخیرهسازی استفاده میشد. جالب آنکه NAS تنها در عرض چند دقیقه نصب میشد و به کمترین زمان برای آمادهسازی نیاز داشت. همچنین، از ویژگی اشتراکگذاری دادهها در یک محیط ناهمگن پشتیبانی میکرد.
با اینحال، با گسترش فعالیتهای تجاری و پیچیده شدن معماری شبکههای سازمانی، محدودیتهای NAS بهسرعت آشکار شدند. سرورهای NAS نسل اولیه، مقیاسپذیری خوبی ارائه نمیکردند و قادر به پاسخگویی به نیازهای سازمانهای بزرگ نبودند.
یکی از بزرگترین عواملی که سد راه مقیاسپذیری NASهای اولیه شد، ناتوانی سیستم فایلی بود که سرور NAS از آن استفاده میکرد. این مسئله تاثیر چشمگیری بر دسترسپذیری، نحوه و زمان اجرای وظایف میگذاشت. هنگامی که سازمانی نیازمند فضای ذخیرهسازی یا عملکرد بهتری بود، مجبور بود سرور جدیدی را خریداری کرده و به شبکه اضافه کند. رویکرد فوق شامل افزودن یک سرور، جایگزینی سرور قبلی با نمونه جدید، انتقال برنامهها به سرور جدید، کپی کردن دادههای موجود به سرور جدید، تغییر مکانیزم اشتراکگذاری، تعریف سرور جدید برای سیستمهای دسکتاپ با هدف یافتن مکان جدید دادهها و پیکربندی دوباره منابع جدید بود که باعث میشدند حداقل برای چند روز فعالیتهای تجاری یک سازمان با اختلال جدی روبهرو شود. از آنجایی که مقیاسپذیری شبیه به کابوسی بزرگ بود، سازمانهای بزرگ مجبور بودند از سرورهای NAS با ظرفیت و توان پردازشی فراتر از نیاز کاری خود استفاده کنند تا مجبور نشوند در صورت نیاز به ظرفیت یا عملکرد بیشتر، از ابتدا شبکه را پیادهسازی کنند. همانگونه که ممکن است حدس زده باشید، این فرآیند ناکارآمد و هزینهبر بود. در مجموع، نسل اول NAS که قابلیتهای کاربردی ارائه میکردند، موفق نشدند با پیشرفتهای دنیای فناوری همگام شوند. در نتیجه، جذابیت و سهولت استفاده را که روزگاری باعث موفقیت آنها شده بود، بهسرعت از دست دادند.
ظهور SAN
در حالی که سرورهای NAS در مقیاس دپارتمانها و گروهها مورد استفاده قرار میگرفتند، اما معماری ذخیرهساز دیگری در سطح سازمانی پدید آمد که «شبکه منطقه ذخیرهسازی» (SAN) سرنام Storage Area Network نام داشت. کاری که SAN انجام داد، جدا کردن سرورها از تمام استوریجها بود. بهطوری که تمام دستگاههای ذخیرهساز، روی بافت بلوکگرا (Block Oriented) مستقر شدند. بافتی که همه سرورهای موجود در بافت به آن دسترسی داشتند. بر خلاف NAS که مدیریت مبتنی بر فایل را ارائه میکند، SANها منابع ذخیرهسازی را در سطح بلوک و دستگاه مدیریت میکنند. در اینجا، هیچ سیستم فایل مرتبط با SAN وجود ندارد. عدم وجود یک سیستم فایلی اجازه میدهد تا SANها بهشکل سادهتری از گسترش ظرفیت پشتیبانی کنند. همچنین، فرآیند اتصال سرورهای جدید به شبکه ذخیرهسازی سادهتر از قبل شد. رویکرد فوق موفق شد مشکلات نسل اولیه NAS یعنی مقیاسپذیری، دسترسپذیری و عملکرد را حل کند.
با اینحال، با افزایش ظرفیت و پیچیدگی SAN، چالشهای مدیریت SAN آشکار شدند. از آنجایی که SAN در سطح بلوک و دستگاه پیادهسازی میشود و هیچ دانشی از فایلها یا سیستمهای فایلی ندارد، مدیران شبکه مجبور بودند SAN را در پایینترین سطح که شماره واحد منطقی (LUN) سرنام Logical Unit Number، پورتهای سوئیچ، درایوهای دیسک، اسکازی (SCSI)، کانال فیبر، کارتهای HBA و غیره هستند، مدیریت کنند. بهطوری که همه دادهها در سطح بلوک و نه در سطح فایل مدیریت میشدند. مشکلی که بافت سن (SAN Fabric) داشت این بود که با بزرگ شدن آن، مدیریت آن بهسرعت از کنترل خارج میشد.
در تلاش برای ساده کردن مدیریت SAN، فناوری «مجازیسازی فضای ذخیرهسازی» (Storage Virtualization) ابداع شد که موفق شد در زمان کوتاهی مورد توجه سازمانها قرار بگیرد. فناوری فوق به مدیران شبکه اجازه میدهد تجهیزات ذخیرهسازی را در قالب یک استخر/مخزن (Pool) ذخیرهسازی عمومی پیادهسازی کنند. نرمافزار مجازیسازی SAN یک لایه ذخیرهسازی مجازی میان سیستمعامل سرور و حافظه فیزیکی ایجاد میکند. این لایه ذخیرهسازی یک مخزن ذخیرهسازی مجازی ایجاد میکند که بهعنوان یک حجم یا دیسک بزرگ قابل ارتقاء به سیستمعامل سرور معرفی میشود. در لایه سطح پایین مجازیسازی، امکان افزایش ظرفیت فیزیکی فضای ذخیرهسازی بهشکل پویا و بدون نیاز به تغییر در معماری یا برنامههای کاربردی وجود دارد.
عملکرد فناوری مجازیسازی در تعامل با SANها به اندازهای کارآمد بود که مدیران شبکه توانستند در زمان کوتاهی نحوه مدیریت ولومهای فیزیکی و ولومهای مجازی را یاد بگیرید. بهطوری که SANها یکبار دیگر بهعنوان یک مکانیزم ذخیرهسازی کارآمد با مدیریت ساده مورد توجه شرکتها قرار گرفتند. سهولت در استفاده باعث شد تا مجازیسازی در حوزههای دیگری مثل مجازیسازی سرور، شبکه و غیره مورد استفاده قرار گیرد. برخی از این رویکردهای مجازیسازی عملکرد بهتری نسبت به نمونههای مشابه داشتند و تا حدودی به مدیران شبکه کمک کردند وظایف خود را بهشکل سادهتری انجام دهند، اما موفق نشدند بهطور کامل پیچیدگی مدیریت فضای ذخیرهسازی را برطرف کنند. به همین دلیل، متخصصان ذخیرهسازی بازهم بهدنبال راهکاری برای غلبه بر مشکل پیچیدگی مدیریت فضای ذخیرهسازی بودند.
زمان حال
سیستمهای NAS امروزی ظرفیت و عملکرد بیشتری نسبت به نمونههای اولیه دارند. بهدلیل افزایش عملکرد، امروزه راهحلهای NAS در حوزههای مختلفی استفاده میشوند که در گذشته دور از انتظار بودند. بیشتر شرکتها رویکردهای مختلفی برای حل مسائل مربوط به مقیاسپذیری و توسعه NAS ارائه دادند. بهطور مثال، برخی استوریجهای بزرگتر و سریعتر را توسعه دادهاند؛ برخی روی توسعه تجهیزات اختصاصی این حوزه مثل سنسوئیچها متمرکز شدند؛ برخی دیگر، راهحلهای مجازیسازی اختصاصی خود را توسعه دادند، و برخی دیگر سرورهای NAS نرمافزار-محور را توسعه دادند که مبتنی بر میزبان، مبتنی بر بافت یا مستقل هستند. مشکلی که برخی از راهحلهای فوق دارند این است که بیشتر سرورهای NAS جدید از همان معماری NASهای دهه نود استفاده میکنند یا نرمافزار یا لایههای سختافزاری اضافی را به معماری ذخیرهسازی اضافه میکنند که پیچیدگی و سرباره بیشتری را بهوجود میآورند.
برخی از راهحلهای ارائهشده در ارتباط با NAS
مبتنی بر سرور یکپارچه (Monolithic Server Based)
این طراحی NAS حول محور تینسرور (Thin Server) قرار دارد که یک سیستمعامل سفارشی برای مدیریت سریع عملیات ورودی و خروجی و پشتیبانی از فناوری رید (RAID) با هدف محافظت از دادهها است. بهطوریکه کلاینتهای شبکه از طریق یک اتصال اترنتی 10/100/1000 مگابیت بر ثانیه به سرور NAS دسترسی دارند. طرحهای یکپارچه میتوانند مزایای سنتی NAS همچون استقرار ساده و ذخیرهسازی متمرکز فایل را ارائه دهند. معماریهای جدیدتر، بهشکل کارآمدتری از ویژگی افزایش ظرفیت و بهبود عملکرد استفاده میکنند، اما این طرحها نمیتوانند محدودیتهای سرور NAS را که به سیستم فایل واحد نیاز دارند برطرف کنند یا قادر نیستند مدیریت متمرکزی بر سیستمهای توزیعشده در مناطق جغرافیایی مختلف ارائه دهند.
مبتنی بر نرمافزار (Software Based)
ارائهدهندگان راهحلهای مبتنی بر نرمافزار، بستههای نرمافزاری را ارائه میدهند که سرورهای استاندارد ویندوزی و یونیکسی را به دستگاههای NAS تبدیل میکنند. این نرمافزارها عملکردها و قابلیتهایی برای مدیریت NAS ارائه میکنند. از آنجایی که راهحل فوق روی سختافزار سیستم که به آن Bare Metal گفته میشود، پیادهسازی میشود و بهعنوان یک برنامه کاربردی بهشکل مستقیم روی سختافزار یا بالای سیستمعامل قرار میگیرد، عملکرد ضعیفتری نسبت به سرورهای NAS تجاری حرفهای دارد. مشابه معماریهای NAS یکپارچه، راهحلهای مبتنی بر نرمافزار با مشکلات مقیاسپذیری، عملکرد و مدیریت که طراحیهای سنتی NAS با آن دست به گریبان بودند، روبهرو هستند. با اینحال، در برخی از سناریوها عملکرد خوبی دارند.
تجمیع فضای ذخیرهسازی (NAS Aggregation)
تجمیع فضای ذخیرهسازی، بر مبنای تجمیع سرورهای سنتی NAS عمل میکند و فضای ذخیرهسازی را برای کلاینتها تجمیع یا مجازی میکند. راهحل فوق مشکلات زیادی دارد. پیچیدگی طراحی و پیادهسازی را دوچندان میکند، عملکرد را کاهش میدهد (زیرا ممکن است یکی از تجهیزات تجمیعشده عملکرد پایینی داشته باشد)، تاخیر در پردازش اطلاعات را بیشتر میکند و ممکن است یکپارچگی دادهها را از بین ببرد. درست است که مکانیزم تجمیع فضای ذخیرهسازی برخی از مسائل مدیریت و مقیاسبندی را حل میکنند، اما بهطور بالقوه مشکلات بیشتری را پدید میآورند. اگرچه معماری فوق بهعنوان NAS تکاملیافته شناخته میشود، اما باز هم با مشکلات آزاردهنده مقیاسبندی و مدیریت روبهرو است.
نسل بعدی ذخیرهسازی متصل به شبکه
مسائل اینچنینی باعث شدند تا دنیای ذخیرهسازی و شبکه بهدنبال یک راهحل ذخیرهسازی جامع و یکپارچه در ارتباط با فضای ذخیرهسازی باشند. راهحلی که نهتنها توانایی پاسخگویی به ظرفیتهای روبهرشد را داشته باشد، بلکه ویژگیهای مدیریتی کارآمدی متناسب با تغییرات دنیای فناوری اطلاعات را ارائه کند. راهحلی که توانایی ادغام شدن با فناوری مجازیسازی را داشته باشد، سادهترین شکل از مدیریت را ارائه کند، ناکارآمدیها را حذف کند و هزینههای اضافی را بهحداقل برساند.
شرکتهای مختلفی مثل کیونپ، سینولوژی، اچپی، Spinnaker Networks و غیره برای پاسخگویی به تقاضای بازار، نسل بعدی NAS را توسعه دادند که مقیاسپذیری و عملکرد را برای پاسخگویی به نیازهای سازمانی و ارائهدهنده خدمات ارائه میدهد. این شرکتها سیستمعاملهای اختصاصی را معرفی کردند که بیشتر ویژگیهای مجازی را بهشکل توکار در اختیار دارد. راهحلی کامل که توانایی غلبه بر مشکلات مقیاسبندی، عملکرد و مدیریت را دارند. بهطور مثال، سیستمعامل SpinFS شرکت Spinnaker یک معماری توزیعشده دو مرحلهای پیادهسازی میکند که عملکردهای شبکه را از عملکردهای دیسک جدا میکند. SpinFS از خوشهبندی SpinServerها پشتیبانی میکند و امکان افزایش ظرفیت بدون اختلال در عملکرد شبکه را بهوجود میآورد.
بهطور کلی سیستمعاملهایی که بهشکل اختصاصی قابلیتهای مجازیسازی را برای NASها ارائه میکنند، ویژگیهای مشترکی را دارند که از مهمترین آنها به موارد زیر باید اشاره کرد:
- ارائه یک سیستم فایل سراسری توزیعشده روی چند سرور.
- پیادهسازی مخازن ذخیرهسازی خاص یک برنامه.
- انتقال آنلاین دادهها بدون اختلال.
- گروهبندی کلاینتها برای اشتراکگذاری ایمن منابع میان آنها.
- گروهبندی کلاینتها برای مدیریت منطقی آنها.
- ارائه گزارشهای دقیق در ارتباط با مشکلات پورتها.
- توزیع بار میان سرورها بدون اختلال در فعالیتهای کاری کلاینتها.
ویژگیهای مجازی
یکی از نکات مهمی که هنگام استفاده از فناوری مجازیسازی در ارتباط با NAS باید به آن دقت کنید، «سیستم فایل مجازی» VFS سرنام Virtual File System است که بهعنوان یک کانتینر ذخیرهسازی سراسری توسط سیستم ذخیرهسازی مورد استفاده قرار گیرد. یک VFS ممکن است از فایلهای مختلفی تشکیل شده باشد که میتوانند بهعنوان یک کانتینر ذخیرهسازی منفرد مشاهده و ویرایش شوند.
یک VFS ممکن است به یک کاربر، گروهی از کاربران یا برنامهها اختصاص داده شود و با توجه به اینکه مجهز به ویژگی سهمیهبندی و تخصیص مجوز است، به بهترین شکل از مفهوم مجازیسازی پشتیبانی میکنند. کلاینتها برای دسترسی به فایلها از یک کانال ارتباطی برای تعامل با یک سرور استاندارد NAS استفاده میکنند. در این حالت، فایلهای کلاینت در سیستم فایلی مجازی میزبانیشده روی سرور ذخیره میشوند. در اینجا سیستمعامل مسئولیت انتقال اطلاعات به ذخیرهساز و برقراری ارتباط کلاینتها با سیستم فایل مجازی را بر عهده دارد. سیستم فایل مجازی نقش مهمی در حذف وابستگی به مکان دارد و در نتیجه کاربران با مشکل خرابی کانال ارتباطی یا از دست رفتن دادهها روبهرو نخواهند بود. همچنین، پیکربندی مجدد و مقیاسبندی را به سادهترین شکل انجام میدهد، زیرا دسترسی به فایلها بهشکل مستقیم از طریق رسانه ذخیرهسازی فیزیکی انجام میشود.
سرور مجازی
سرور مجازی (VS) سرنام Virtual Server بهطور منطقی منابع ذخیرهسازی مختلف را در یک سرور مجازی منفرد گروهبندی میکند تا کاربران یک بخش از سازمان بتوانند به آن دسترسی پیدا کنند. بهطور معمول، یک سرور مجازی با پورتهای دسترسی کلاینت، سیستم فایل مجازی و ابزار مدیر شبکه پیکربندی میشود. سرورهای مجازی میتوانند چند سرور فیزیکی را که ممکن است از نظر جغرافیایی در مناطق مختلفی قرار داشته باشند، به یکدیگر مرتبط کنند. در این حالت، سرور مجازی منابع ذخیرهسازی را بهشکل یک ماهیت ترکیبی در اختیار کلاینتها قرار میدهد. سرورهای مجازی با تقسیمبندی و ایزوله کردن منطقی کاربران به گروههای مشترک و مجزا از هم ایمنی را افزایش داده و مدیریت را سادهتر میکنند. برای این منظور، هر سرور مجازی مجموعهای از پورتهای شبکه و سیستمهای فایل مجازی را در اختیار گروههای کاری قرار میدهد. در این حالت، تنها درخواستهای ارسالشده از طریق پورتهای پیکربندیشده روی سرور مجازی پذیرفته شده و به VFSهای ذخیرهشده در سرور مجازی ارسال میشوند. نکته قابل تامل این است که کاربران تنها VFSهای مرتبط با سرور مجازی را مشاهده میکنند.
رابط مجازی (Virtual Interface)
رابط مجازی دسترسی کلاینت به سرور مجازی را فراهم میکند، به طوریکه رابط مجازی به یک رابط فیزیکی در سرور نگاشت میشود. سپس، رابط مجازی در اختیار یک کاربر خاص یا یک گروه کاربری قرار میگیرد. جالب آنکه، کاربران نهایی از وجود سرورهای مجازی یا رابطهای مجازی اطلاعی ندارند. بهطور معمول، یک سرور مجازی ممکن است یک یا چند رابط مجازی اختصاصی داشته باشد.
یک راهحل مجازی NAS مناسب برای شرکتها و گروههای کاری یکی از کارآمدترین راهحلها در زمینه دستیابی به NAS مجازی، نرمافزار QuTScloud است که یک ابزار مجازی مبتنی بر سیستمعامل QTS شرکت کیونپ است. شرکتهایی که نیاز به گسترش منابع دارند و بهدنبال انعطافپذیری هستند و از محصولات شرکت کیونپ استفاده میکنند قادر هستند از QuTScloud برای استقرار و مدیریت دادههای تجاری در ابرهای عمومی و محیطهای مجازیسازی استفاده کنند. مزیت بزرگی که نرمافزار فوق ارائه میکند این است که انتقال سریعتر دادهها میان ابرها را امکانپذیر میکند و مدیریت مخازن ذخیرهسازی ابر بهشکل متمرکز و ساده انجام میشود. نرمافزار فوق از پروتکلهای SMB ،FTP ،AFP ،NFS ،WebDAV برای اتصال به گیتویهای ذخیرهسازی ابری و دسترسی به فضای ذخیرهسازی ابری و مجازی و اشتراکگذاری دادهها پشتیبانی میکند. QuTScloud از پروتکلهای استاندارد مثل CIFS / SMB ،NFS ، AFP و iSCSI برای دسترسی به QuTScloud cloud NAS پشتیبانی میکند. علاوه بر این، File Station یک داشبور وبمحور برای مدیریت و اشتراکگذاری فایلها در اختیارتان قرار میدهد. از مزایای پیادهسازی NAS مجازی با استفاده از QuTScloud به موارد زیر باید اشاره کرد:
- استفاده بهینه از منابع: سرپرستان شبکه میتوانند ماشینهای مجازی QuTScloud را روی سرورهای خصوصی سازمانی با هدف استفاده بهینه از منابع سیستمی اجرا کنند.
- چابکی و صرفهجویی در هزینهها: QuTScloud دسترسی به سرویسهای QTS و ویژگیهای کاربردی NAS را ساده میکند.
- گیتویهای ذخیرهسازی ابری: QuTScloud قابلیتهایی در اختیار سازمانهایی قرار میدهد که بهدنبال راهحلهای ابر خصوصی و ترکیبی هستند.
ماهنامه شبکه را از کجا تهیه کنیم؟
ماهنامه شبکه را میتوانید از کتابخانههای عمومی سراسر کشور و نیز از دکههای روزنامهفروشی تهیه نمائید.
ثبت اشتراک نسخه کاغذی ماهنامه شبکه
ثبت اشتراک نسخه آنلاین
کتاب الکترونیک +Network راهنمای شبکهها
- برای دانلود تنها کتاب کامل ترجمه فارسی +Network اینجا کلیک کنید.
کتاب الکترونیک دوره مقدماتی آموزش پایتون
- اگر قصد یادگیری برنامهنویسی را دارید ولی هیچ پیشزمینهای ندارید اینجا کلیک کنید.
نظر شما چیست؟