التخزين داخل مراكز البيانات
في الوحدات السابقة، ناقشنا الأنواع المختلفة من أجهزة التخزين على الإنترنت المستخدمة - بشكل أساسي محركات الأقراص المغناطيسيةومحركات الأقراص ذات الحالة الصلبة. اطلعنا أيضًا على كيفية نشر هذه الأجهزة بعدة طرق في مركز البيانات. يتم نسخها هنا من أجل راحتك:
الشكل 6: التخزين الفردي للخادم مقابل التخزين المشترك أو التخزين على مستوى المؤسسة
تخزين الخادم الفرديهو بنية تخزين نموذجية مألوفة لديك، حيث توجد أقراص فردية على كل خادم. عادةً ما يكون هذا النوع من التكوين هو الخيار الأرخص لأنه لا يتطلب أي أجهزة أو أجهزة شبكات متخصصة، ولكنه يتطلب أيضًا أكبر قدر من الإدارة. قد تتسبب حالات فشل القرص في فقد البيانات و/أو فقدان التوفّر ما لم تكن تطبيقات الخادم تنسخ البيانات بشكل صريح نسخًا متماثلاً ويتم تكوينها بحيث تتسامح مع الخطأ. نظرًا إلى انخفاض تكلفة الأجهزة، يُعد هذا النوع من التخزين نموذجيًا في مجموعات أجهزة الكمبيوتر لتحليلات البيانات واسعة النطاق التي تدير أُطر عمل مثل Hadoop أو Spark، حيث يتم التعامل مع التسامح مع الأخطاء والموثوقية في البرنامج وبنية مجموعة أجهزة كمبيوتر.
يُشير التخزين المشترك أو التخزين على مستوى المؤسسة إلى بنية التخزين المنفصلة عن الخوادم الفردية، عادةً من خلال استخدام خوادم أو صفائفأو أجهزةالتخزين المُخصصة. توفر هذه الأنظمة تخزينًا مشتركًا (مثل أجهزة الكتلة أو أنظمة الملفات أو أنظمة تخزين العناصر) لخوادم متعددة. تتصل هذه الأنظمة بالخوادم باستخدام شبكة Ethernet عادية، أو باستخدام شبكات تخزين مُخصصة (مثل Fibre Channel أو iSCSI عبر Ethernet). وتتمثل ميزة هذا النهج في التوصيل غير المُحكم للخوادم ووحدات التخزين، ما يسمح بتكوين المكونات وترقيتها بشكل فردي حسب الحاجة. يُعد هذا نهجًا شائعًا يستخدم مع العديد من التطبيقات، بما في ذلك التطبيقات التي تعتمد على قواعد البيانات، وخدمات الويب الصغيرة والمتوسطة، وموفرو خدمات IaaS السحابية. على وجه التحديد بالنسبة إلى خدمات IaaS، أصبحت القدرة على تدوير أحد الأجهزة الظاهرية مع صور القرص الظاهري المرفقة أكثر بساطة من خلال استخدام أنظمة التخزين المشتركة.
عادةً ما يتم تحديد أنظمة التخزين على مستوى المؤسسة وتكوينها ونشرها بناءً على احتياجات أحد التطبيقات. على سبيل المثال، قد يتطلب خادم تسليم المحتوى نظام تخزين يختلف بشكل كبير عن النظام الذي يلبي متطلبات قاعدة بيانات المعاملات للبنك. قد يتطلب خادم تسليم المحتوى نطاقًا تردديًا أعلى لنقل كميات كبيرة من البيانات إلى العملاء (مثل الصور أو الفيديو)، بينما تتطلب قاعدة بيانات المعاملات للبنك معاملات سريعة وذات زمن انتقال منخفض (وهي كميات صغيرة من البيانات)، مع نسخ احتياطي قوي وضمانات الاستمرار. قد تتضمن عمليات نشر البنية الأساسية التقليدية مواصفات التخزين التي تم تحسينها وفقًا لاحتياجات التطبيق المنشور على البنية الأساسية.
مع ظهور حوسبة السحابة وتعدد المستأجرين في مركز البيانات، قد يكون لدى المستخدمين المختلفين احتياجات تخزين مختلفة تمامًا. ومع ذلك، فهي مقيدة بعروض الخدمة لموفر السحابة، والتي قد لا تتمتع بنقاوة كافية للتعبير عن المتطلبات الدقيقة لتطبيق المستخدمين. قد يُحدد المستخدمون أهدافًا على مستوى الخدمة (SLO) فيما يتعلق بالتخزين، مثل سعة معينة وزمن انتقال أو متطلبات عرض النطاق الترددي لتطبيقهم. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تتغير هذه المتطلبات ديناميكيًا في أثناء تشغيل التطبيق؛ حيث يرغب المستخدمون في المرونة في تغيير متطلبات التخزين الخاصة بهم بناءً على طلبهم. على سبيل المثال، في خدمة Elastic Block Store من Amazon Web Services، يمكن للمستخدمين تحديد مقدار معين من عمليات الإدخال/الإخراج المقدمة في الثانية (IOPS) التي يتوقعون الحصول عليها من القرص الظاهري. يمكن للمستخدمين المطالبة بمعدل نقل أعلى وزمن انتقال أقل من خدمات التخزين مقابل دفع سعر. ومع ذلك، فإن تصميم الأنظمة التي يمكن أن تخدم ديناميكيًا هذه الأنواع من طلبات الموارد يمثل تحديًا.