Storage Area Network (SAN) چیست؟ مزایا و نحوه اجرا

در چشم‌انداز دائماً در حال تحول فناوری، داده‌ها به شریان حیات کسب ‌وکارها تبدیل شده‌اند. رشد تصاعدی داده‌ها باعث توسعه سیستم‌های ذخیره‌سازی داده‌های پیچیده برای تطبیق کارآمد این حجم‌ها شده است. در پاسخ به این سوال که SAN چیست باید گفت SAN، یکی از این بازیگران حیاتی در قلمرو ذخیره سازی داده ها است. SAN در مدیریت و پردازش حجم داده های بزرگ، تضمین دسترسی یکپارچه، مقیاس پذیری، و در دسترس بودن بالا، بسیار مهم هستند.

این مقاله به بررسی مفهوم SAN چیست می پردازد و اجزاء، انواع، مزایا، شیوه های مدیریتی و نقش آنها را در مقایسه با ذخیره سازی متصل به شبکه (NAS) توضیح می دهد.

Storage Area Network (SAN)  چیست؟

در هسته خود، Storage Area Network (SAN) یک شبکه تخصصی با سرعت بالا است که چندین دستگاه ذخیره ‌سازی مانند سرورها و آرایه‌های ذخیره‌سازی را به هم متصل می‌کند تا یک زیرساخت ذخیره‌ سازی یکپارچه و با مدیریت مرکزی فراهم کند.

SAN به طور مستقل از شبکه محلی عمل می کند و به عنوان یک مسیر اختصاصی برای ذخیره سازی و بازیابی داده ها عمل می کند. یک SAN معمولی از سه لایه تشکیل شده است که با هم کار می کنند تا یک شبکه کارآمد ایجاد کنند.

SAN  چگونه کار می کند؟

SAN  از سه لایه تشکیل شده است: لایه میزبان، لایه پایه و لایه ذخیره. هر لایه نقش مهمی در ایجاد SAN دارد.

• لایه هاست:

لایه هاست شامل سرورهایی است که با SAN در ارتباط هستند. این سرورها داده ها را به و از دستگاه های ذخیره سازی متصل به SAN ارسال و دریافت می کنند.

• لایه پایه:

لایه فابریک مسئول دستگاه های شبکه است که ارتباط بین سرورها و دستگاه های ذخیره سازی را تسهیل می کند. این دستگاه ها می توانند شامل روتر شبکه، سوئیچ ها، دروازه ها و پل های پروتکل باشند.

لایه ذخیره سازی:

• در نهایت، لایه ذخیره سازی آرایه های ذخیره سازی را در بر می گیرد که در آن داده های واقعی ذخیره می شوند. این جداسازی لایه ها مدیریت و توزیع کارآمد داده ها را ممکن می سازد.

سوئیچ SAN چیست؟

سوئیچ SAN سخت افزاری است که سرورها را به دستگاه های ذخیره سازی متصل می کند تا داده ها را بین این دو جابجا کند. این سو از لایه فابریک یا پایه یک SAN پشتیبانی می کنند. برخی را می توان به عنوان دستگاه های مستقل مورد استفاده قرار داد، در حالی که برخی دیگر را می توان برای ساخت پایه بزرگتر به هم متصل کرد.

مقدار سوئیچ های SAN که استفاده می کنید به اندازه SAN و لایه فابریک آن بستگی دارد. اساساً، هر چه لایه فابریک بزرگتر باشد، به سوئیچ های بیشتری برای اتصال اجزای ضروری SAN نیاز خواهید داشت.

3 پروتکل SAN متداول چیست

یک پروتکل شبکه منطقه ذخیره سازی نحوه ارتباط سرورها و دستگاه ها با یکدیگر را تعیین می کند. بسته به اندازه راه اندازی، یک SAN می تواند از یک یا چند پروتکل استفاده کند. برخی از پروتکل های SAN متداول عبارتند از:

1- پروتکل FCP

پروتکل کانال فیبر (FCP) یک پروتکل دستوری است که برای شبکه های کانال فیبر (FC) استفاده می شود. FCP پروتکل استاندارد برای سیستم‌های باز است و به دلیل توان عملیاتی بالای خود که بسیار بالاتر از LAN است، شناخته شده است.

2- پروتکل iSCSI

رابط سیستم کامپیوتر کوچک اینترنت (iSCSI) پروتکلی است که مبتنی بر IP است و برای انتقال دستورات SCSI از طریق شبکه های IP استفاده می شود. این پروتکل به دلیل استفاده از TCP/IP می تواند تقریباً روی هر نوع شبکه فیزیکی اجرا شود.

3- پروتکل FCoE

کانال فیبر روی اترنت (FCoE) از اترنت برای مسیریابی بسته های FC استفاده می کند. این می تواند یک زیرساخت SAN را با استفاده از یک دستگاه واحد برای انتقال بسته های IP و داده های ذخیره سازی ساده کند.

انواع سیستم ذخیره سازی SAN

در این بخش به بررسی انواع سیستم ذخیره سازی SAN خواهیم پرداخت.

SAN مجازی

SAN مجازی (vSAN) یک راه حل ذخیره سازی تعریف شده توسط نرم افزار است که منابع فیزیکی ذخیره سازی را جدا می کند و آنها را به عنوان استخرهای ذخیره سازی مجازی ارائه می کند. این رویکرد مزایای متعددی از جمله مدیریت ذخیره سازی ساده، بهبود بهره برداری از منابع و توانایی مقیاس بندی ذخیره سازی مستقل را ارائه می دهد.

vSAN ها برنامه های کاربردی را در محیط هایی پیدا می کنند که انعطاف پذیری و مقرون به صرفه بودن در آنها بسیار مهم است، مانند مراکز داده مجازی شده.

مسلماً این منطقه ای است که عملکرد SAN و NAS تا حدی با هم همپوشانی دارند. با ویژگی‌هایی مانند مدیریت حجم منطقی توزیع‌شده، گزینه‌های در دسترس بودن و خوشه‌بندی بالا، و همچنین سیستم‌های فایل تصحیح خودکار خطا، بسیاری از توزیع‌های رایگان و منبع باز NAS مانند FreeNAS و OpenFiler را عملا می‌توان گفت که  SAN مجازی یا یکپارچه هستند (پیکربندی بسته به نوع ).

اکثر توزیع‌ های منبع باز لینوکس و یونیکس حتی در سطح مصرف‌کننده، اغلب دارای ویژگی‌های درجه سازمانی هستند که می‌توانند به پر کردن شکاف نسبتاً بزرگ بین یک درایو ویندوز مشترک از یک سو و یک SAN کامل از سوی دیگر کمک کنند.

SAN یکپارچه

SANهای یکپارچه ذخیره سازی و ترافیک شبکه را با استفاده از یک زیرساخت شبکه یکپارچه می کنند. با ترکیب شبکه های ذخیره سازی و ترافیک شبکه محلی در یک شبکه، SAN های یکپارچه مدیریت را ساده کرده و نیازهای سخت افزاری را کاهش می دهند. این رویکرد برای سازمان هایی که به دنبال ساده سازی زیرساخت های خود و کاهش پیچیدگی هستند، سودمند است.

SAN همگرا

SAN همگرا با ترکیب منابع ذخیره‌سازی، محاسبات، شبکه و مجازی‌سازی در یک راه‌ حل واحد و بهینه، ادغام را یک قدم جلوتر می‌برند. این رویکرد ردپای مرکز داده را کاهش می دهد، استفاده از منابع را افزایش و مدیریت آسان تر و تهیه نسخه پشتیبان را تسهیل می کند. SANهای همگرا به ویژه برای مشاغلی که به دنبال بهینه سازی عملیات مرکز داده خود هستند، ارزشمند هستند.

بیشتر بدانید: طراحی دیتاسنتر

این مورد دیگری است که در آن SAN و NAS از نظر فنی با هم همپوشانی دارند، از نظر عملکردی – بسیاری از سیستم‌های SAN در واقع لینوکس یا یونیکس را زیر سرپوش اجرا می‌کنند، و بسیاری از توابع ضروری SAN در واقع توسط بسته‌های نرم‌افزار منبع باز ارائه می‌شوند.

اهمیت مدیریت SAN چیست

مدیریت موثر SAN برای اطمینان از عملکرد بهینه و طول عمر آن بسیار مهم است. مدیریت SAN مجموعه ای از وظایف و مسئولیت ها از جمله پیکربندی، نظارت، عیب یابی و برنامه ریزی ظرفیت را در بر می گیرد. نظارت بر عملکرد و فعالیت‌های نگهداری منظم به شناسایی و رسیدگی به مسائل بالقوه قبل از تأثیرگذاری بر عملیات کمک می‌کند و به یک محیط SAN پایدار و قابل اعتماد کمک می‌کند.

بهترین شیوه ها برای مدیریت SAN شامل اجرای اقدامات امنیتی قوی، رعایت استانداردهای صنعتی، به روز نگه داشتن سیستم عامل و نرم افزار، و به کارگیری استراتژی های پشتیبان گیری و بازیابی اطلاعات کارآمد است. با پایبندی به این شیوه‌ها، سازمان‌ها می‌توانند به طور پایدار یک محیط SAN سالم را حفظ کنند و اقدامات قوی برای کاهش خطرات احتمالی و آینده را اجرا کنند.

مزایای پیاده سازی SAN چیست

اما بیایید مزایای پیاده سازی این سیستم را با هم بررسی کنیم.

• بهبود دسترسی به داده ها

SAN ها دسترسی به داده ها را با فراهم کردن فضای ذخیره سازی متمرکز که برای چندین سرور به طور همزمان قابل دسترسی است، افزایش می دهند. این تضمین می کند که داده ها می توانند به سرعت و کارآمد بازیابی شوند و به ساده سازی مداوم عملیات تجاری کمک می کند. برای اطلاعات بیشتر در مورد سرورها، مقاله سرور چیست را مطالعه نمایید.

• عملکرد تقویت شده

SAN ها با تخلیه ترافیک ذخیره سازی از شبکه محلی، کاهش تراکم و بهبود عملکرد کلی سیستم، کارایی شبکه را بهبود می بخشند. این امر به ویژه در محیط های فشرده داده که در آن دسترسی سریع به داده ها حیاتی است مفید است.

• مقیاس پذیری

SAN ها به گونه ای طراحی شده اند که با افزایش حجم داده ها به راحتی مقیاس شوند. سازمان‌ها می‌توانند بدون ایجاد اختلال در عملیات، دستگاه‌های ذخیره‌سازی را به‌ صورت یکپارچه به SAN اضافه کنند، و آن را به یک راه‌حل ایده‌آل برای کسب ‌و کارهایی تبدیل می‌کند که گسترش سریع داده را تجربه می‌کنند.

• در دسترس بودن و افزونگی بالا

SAN ها از طریق مکانیسم های افزونگی دسترسی بالایی را ارائه می دهند. داده‌ها اغلب در چندین دستگاه ذخیره‌سازی تکرار می‌شوند و اطمینان حاصل می‌کنند که اگر یک دستگاه خراب شود، داده‌ها از دستگاه‌های دیگر در دسترس باقی می‌مانند و به تداوم کسب‌ و کار کمک می‌کنند. ویژگی‌هایی مانند تکرار سیستم فایل شفاف اجازه می‌دهد تا راه‌حل‌های بازیابی فاجعه با تأثیر ناچیز تا صفر بر فعالیت‌های تجاری عادی به کار گرفته شوند.

مقایسه SAN با NAS: تجزیه و تحلیل

در حالی که SAN و NAS هر دو به عنوان راه حل های ذخیره سازی شبکه ای عمل می کنند، آنها در رویکرد اساسی خود متفاوت هستند. SAN ها در سطح بلوک عمل می کنند و دستگاه های ذخیره سازی را به عنوان دیسک خام در نظر می گیرند، در حالی که سیستم های NAS در سطح فایل یا سیستم فایل عمل می کنند و ذخیره سازی را به عنوان یک مخزن فایل در نظر می گیرند. این بر عواملی مانند رمزگذاری دیسک، روش های دسترسی به داده ها و عملکرد سیستم تأثیر می گذارد.

عوامل کلیدی در مقایسه SAN با NAS چیست

انتخاب بین SAN و NAS به عواملی مانند الزامات دسترسی به داده ها، نیازهای عملکرد، مقیاس پذیری و ملاحظات هزینه بستگی دارد.  SAN ها برای برنامه هایی که نیاز به دسترسی کم تأخیر و انتقال داده با سرعت بالا دارند، مناسب تر هستند، در حالی که NAS اغلب برای اشتراک گذاری فایل های انبوه و همکاری مورد علاقه است.

سیستم‌های NAS اغلب آسان‌ تر و ارزان ‌تر برای پیاده‌سازی هستند. راه‌حل‌ های رایگان و منبع باز NAS فراوانند، که اغلب به اندازه کافی بر روی سخت‌افزارهای نسل قدیمی و یا کالاهای پایین‌ رده کار می‌کنند.

ویژگی‌های سطح سیستم فایل مانند RAID نرم‌افزاری، مدیریت حجم منطقی محلی و شبکه‌ای (LVM)، و بررسی و تکرار خطا در سطح سیستم فایل، اغلب بسته به تنظیمات شبکه، ذخیره ‌سازی نسبتاً سریع با تأخیر کم را ارائه می‌دهند. به اندازه سرعت یک SAN تمام عیار است، اما با توجه به تفاوت قابل توجه در هزینه در صدور مجوز و پیاده سازی، اغلب به طرز شگفت آوری سریع است.

SAN  یا NAS: شناسایی راه حل مناسب

برای تعیین راه حل مناسب، سازمان ها باید موارد و الزامات استفاده خاص خود را ارزیابی کنند. درک جامع از الگوهای استفاده از داده ها، انتظارات عملکرد و محدودیت های بودجه، فرآیند تصمیم گیری را هدایت می کند. بسیاری از مشاغل از راه حل های SAN و NAS برای مشکلات مختلف استفاده می کنند.

به عنوان مثال، در حالی که یک SAN برای یک backend سریع برای یک سیستم ذخیره سازی پایگاه داده فروش آنلاین بزرگ و حیاتی است، زمانی که نمی خواهید تیم فروش شما صفحات گسترده خود را در آن ذخیره کند، یک NAS میزبان/اینترانت راه حل ذخیره سازی بسیار ایده آل تر خواهد بود.

مراحل راه اندازی SAN چیست؟

ایجاد یک شبکه فضای ذخیره سازی کاربردی و کارآمد (SAN) شامل یک فرآیند دقیق است که به برنامه ریزی استراتژیک، تخصص فنی و آزمایش دقیق نیاز دارد. چندین مرحله محوری وجود دارد که هر کدام در موفقیت نهایی پیاده سازی SAN نقش دارند. در زیر به بررسی راه اندازی SAN خواهیم پرداخت.

برنامه ریزی و طراحی

مرحله اولیه، صحنه را برای کل راه اندازی SAN تنظیم می کند. این شامل تصمیم گیری های حیاتی است که بر معماری، عملکرد و مقیاس پذیری شبکه تأثیر می گذارد:

– تعریف معماری SAN

انتخاب معماری SAN مناسب، خواه Fiber Channel SAN ، iSCSI SAN، یا یک مدل هیبریدی، پایه و اساس راه اندازی است. این تصمیم به عواملی مانند الزامات عملکرد، محدودیت های بودجه و برنامه های توسعه آینده بستگی دارد.

– انتخاب اجزای سخت افزاری

اجزای سخت افزاری انتخاب شده نقش مهمی در کارایی SAN دارند. سرورها، آرایه‌های ذخیره‌سازی، سوئیچ‌ها و مسیریاب‌ها باید با مشخصات عملکرد هماهنگ باشند و به‌ طور یکپارچه در معماری انتخاب‌شده ادغام شوند. برای اطلاعات بیشتر در مورد انواع سوئیچ شبکه کلیک نمایید.

– طراحی توپولوژی

توپولوژی شبکه زمینه را برای جریان داده و افزونگی فراهم می کند. تصمیم گیری در مورد پایه های تک یا چندگانه، پیکربندی سوئیچ و پیوندهای بین سوئیچ باید بر اساس نیاز به تحمل خطا و الگوهای ترافیک داده مورد انتظار باشد.

– منطقه بندی و استراتژی پوشش LUN

استراتژی های پوشش دهی منطقه بندی و شماره واحد منطقی (LUN) کنترل های دسترسی را تعریف می کنند. Zoning دستگاه ها را برای اطمینان از امنیت و عملکرد جدا می کند، در حالی که پوشش LUN محدود می کند که کدام سرورها می توانند به LUN های ذخیره سازی خاصی دسترسی داشته باشند.

پیاده سازی

مرحله پیاده سازی، طراحی استراتژیک را از طریق اجرای دقیق به زیرساخت ملموس تبدیل می کند:

– نصب سخت افزار

نصب فیزیکی عناصر سخت افزاری یک گام اساسی است. قرارگیری رک مناسب، نصب ایمن و اتصالات برق، پایداری و در دسترس بودن اجزای SAN را تضمین می کند.

– پیکربندی شبکه

پیکربندی پارامترهای شبکه شامل اختصاص شناسه های منحصر به فرد، محدوده آدرس IP، مسیریابی و سایر پروتکل های ضروری است. این مرحله ارتباطات و انتقال داده ها را در محیط SAN تضمین می کند.

– راه اندازی اتصال

ایجاد ارتباط بین سرورها و دستگاه های ذخیره سازی ستون فقرات SAN است. کابل کشی دقیق، آدرس دهی و نقشه برداری برای جریان بدون وقفه داده بسیار مهم هستند. SAN شما فقط به سرعت کندترین گلوگاه آن است.

Zoning – و پیکربندی پوشش LUN

اجرای استراتژی منطقه بندی و پوشش LUN تعریف شده در مرحله برنامه ریزی، یک محیط امن و بهینه را تضمین می کند. پیاده سازی ها از VLAN برای پارتیشن بندی شبکه منطقی یا پارتیشن بندی شبکه فیزیکی برای کنترل حداکثر دسترسی استفاده می کنند.

تست و استقرار

قبل از اینکه SAN برای کاربرد در دنیای واقعی آماده شود، باید تحت آزمایشات جامع قرار گیرد تا از آمادگی آن اطمینان حاصل شود:

تست عملکرد

تست عملکرد یک مرحله حیاتی در راه اندازی یک شبکه منطقه ذخیره سازی (SAN) است که بر ارزیابی کارایی شبکه، نرخ انتقال داده و پاسخگویی کلی تمرکز دارد. ارزیابی نرخ‌های انتقال داده، تأخیر و زمان‌های پاسخ تحت بارهای کاری مختلف، توانایی SAN را برای مدیریت حجم ترافیک پیش‌بینی‌شده بدون کاهش عملکرد تأیید می‌کند.

این مرحله شامل قرار دادن SAN در معرض بارهای کاری مختلف، از ترافیک داده متوسط ​​تا سنگین، برای تعیین توانایی آن در حفظ سطوح عملکرد ثابت است. با اندازه‌گیری عواملی مانند تأخیر، توان عملیاتی، نرخ خطا/انتقال مجدد  و عملیات ورودی/خروجی در ثانیه (IOPS)، سازمان‌ها می‌توانند گلوگاه‌های بالقوه را شناسایی کنند، مناطقی را برای بهینه ‌سازی مشخص و اطمینان حاصل کنند که SAN می‌تواند خواسته‌های داده مورد انتظار را بدون کاهش سرعت یا قابلیت اطمینان کاهش دهد.

تست دسترسی به داده ها

اعتبارسنجی دسترسی به داده‌ها تأیید می‌کند که سرورها می‌توانند به دستگاه‌های ذخیره‌ سازی متصل شوند و داده‌ها را در صورت لزوم بازیابی کنند و از یکپارچگی سیستم اطمینان حاصل کنند. تست دسترسی به داده ها مرحله ای مهم است که در آن اتصال بین سرورها و دستگاه های ذخیره سازی به دقت ارزیابی می شود. این مرحله تضمین می کند که سرورها می توانند با موفقیت به منابع ذخیره سازی تعیین شده متصل شوند و داده ها را بدون وقفه بازیابی کنند. با تأیید دسترسی یکپارچه، سازمان ها از یکپارچگی داده ها و تجربه کاربری قابل اعتماد اطمینان حاصل می کنند.

تست تحمل خطا و افزونگی

در مرحله تست تحمل خطا و افزونگی، استحکام و توانایی SAN برای مقاومت در برابر خرابی‌ها مورد آزمایش قرار می‌گیرد. سناریوهای شبیه‌ سازی‌ شده برای ارزیابی نحوه پاسخ SAN ، مانند قطع کردن یک دستگاه ذخیره‌سازی یا چرخش کل رک سرور با قدرت سخت، معرفی می‌شوند. هدف این است که اطمینان حاصل شود که مکانیسم‌های افزونگی مانند Failover و Load Balancing به طور یکپارچه عمل می‌کنند و در صورت خرابی قطعه، ترافیک داده‌ها را به آرامی و شفاف تغییر می‌دهند.

با تأیید اینکه SAN می‌تواند عملیات خود را حتی در شرایط نامطلوب حفظ کند، سازمان‌ها می‌توانند دسترسی بالا را تضمین کنند، زمان خرابی را به حداقل برسانند و دسترسی به داده‌ها را حفظ و به تداوم کسب ‌و کار کمک کنند.

ابزارهای استقرار و نظارت

پس از آزمایش موفقیت آمیز، SAN را می توان برای تولید مستقر کرد. پیاده‌ سازی ابزارهای نظارت، نظارت مستمر عملکرد را تضمین می‌کند و مداخلات به موقع را برای حفظ عملکرد بهینه ممکن می‌سازد. نرم افزار SAN باید دارای نظارت داخلی باشد و باید به سیستم های نظارتی اصلی مانند Zabbix، PRTG یا نرم افزار مدیریت نقطه پایانی متصل شود.

استفاده SAN چیست

هدف استفاده از SAN چیست؟ هدف برای ایجاد یک شبکه ذخیره سازی، مجموعه ای پیچیده از برنامه ریزی دقیق، اجرای استراتژیک و آزمایش های دقیق است. هر مرحله نقشی اساسی در تضمین یک زیرساخت ذخیره سازی قوی و با کارایی بالا دارد. آزمایش کامل، آمادگی SAN را برای استقرار، با پشتیبانی ابزارهای نظارتی که کارایی مداوم آن را تضمین می کند، تأیید می کند.

در حالی که انتخاب بین SAN و NAS به نیازهای خاص بستگی دارد، SAN ها ارزش خود را در سناریوهای مختلف ثابت کرده اند. با ادامه پیشرفت فناوری، نقش SAN ها در شکل دادن به چشم انداز داده بسیار مهم است و آنها را به سنگ بنای زیرساخت داده مدرن تبدیل می کند.

با پیمایش دقیق این مراحل، سازمان ها می توانند راه حل های SAN را ایجاد کنند که به طور موثر و پایدار نیازهای مدیریت داده و ذخیره سازی آنها را برآورده کند.