انتخاب راهکار مناسب برای ذخیرهسازی دادههای سازمانی، تنها به ظرفیت Storage و هزینه اولیه محدود نمیشود. مدیران IT باید میان عملکرد، قابلیت پیشبینی هزینهها، کنترل دادهها و استقلال عملیاتی تعادل برقرار کنند؛ بهویژه در شرایطی که افزایش هزینههای Cloud و نوسانات بازار سختافزار، برنامهریزی زیرساخت را پیچیدهتر کرده است.
در این مقاله، سه رویکرد On-Premises ،Public Cloud و Hybrid Storage را از نظر عملکرد، هزینه، میزان کنترل و انعطافپذیری مقایسه میکنیم. همچنین اهمیت حاکمیت داده (Data Sovereignty) و نقش Software-Defined Storage و نرمافزار Open-E JovianDSS را در استفاده بهینه از منابع سختافزاری بررسی خواهیم کرد.
بخش اول | شناخت چالشها و مقایسه معماریهای Storage
در این بخش، هزینهها، محدودیتها و تفاوتهای On-Premises ،Public Cloud و Hybrid Storage را بررسی میکنیم.
- هزینهها و چالشهای انتخاب معماری Storage
- مقایسه On-Premises ،Public Cloud و Hybrid Storage
هزینهها و چالشهای انتخاب معماری Storage
در سالهای گذشته، بسیاری از سازمانها با هدف کاهش پیچیدگی مدیریت زیرساخت و افزایش سریع ظرفیت Storage، به استفاده از Public Cloud روی آوردند. بااینحال، این رویکرد ضمن فراهمکردن مقیاسپذیری بالا، کنترل مستقیم بر زیرساخت فیزیکی را محدود میکند و میتواند با هزینههای ماهانه پیشبینیناپذیر و وابستگی به سرویسدهنده (Vendor Lock-in) همراه باشد.
همین چالشها باعث شدهاند برخی سازمانها به سمت بازگرداندن Workloadها از Cloud به زیرساخت داخلی (Cloud Repatriation) حرکت کنند؛ فرایندی که طی آن Workloadهای اصلی به زیرساختهایی منتقل میشوند که امکان مدیریت مستقیم آنها وجود دارد.
Cloud Repatriation
Public Cloud
On-Premises
امروزه مدیران Storage با دو چالش اصلی مواجهاند: حفظ کنترل بر دادههای سازمان و مدیریت تأمین سختافزار در بازاری با نوسانات شدید. کمبود قطعات و تغییرات ناگهانی قیمتها باعث شده است افزایش ظرفیت Storage صرفاً از طریق خرید تجهیزات جدید، همیشه راهکاری مقرونبهصرفه نباشد. مدیریت این شرایط نیازمند انعطافپذیری مبتنی بر نرمافزار (Software-Defined Flexibility) است؛ رویکردی که به سازمانها کمک میکند میان مقیاسپذیری Public Cloud و عملکرد قابلاعتماد و هزینههای مالکیت قابل پیشبینی در معماری On-Premises تعادل برقرار کنند.
هزینه کل مالکیت (TCO) در سه معماری Storage
هزینه اولیه، بهتنهایی معیار مناسبی برای انتخاب معماری ذخیرهسازی نیست. برای مقایسه اقتصادی، باید هزینه کل مالکیت (Total Cost of Ownership یا TCO) را در یک بازه مشخص، برای مثال سه تا پنج سال، و با فرض ظرفیت، عملکرد، میزان رشد داده و اهداف دسترسپذیری و بازیابی یکسان محاسبه کرد.
On-Premises Storage: علاوه بر خرید سرور و دیسک، هزینه لایسنس، پشتیبانی، برق، خنکسازی، نگهداری و نوسازی تجهیزات نیز در محاسبه TCO قرار میگیرد.
Public Cloud Storage: هزینه ظرفیت رزروشده یا مصرفشده، Storage Tier، درخواستهای دسترسی، بازیابی و خروج داده(Data Egress)، Replication و سرویسهای جانبی باید بررسی شود.
Hybrid Storage: علاوه بر هزینههای دو محیط، مخارج ارتباط شبکه، انتقال داده، یکپارچهسازی و مدیریت مشترک نیز اهمیت دارد.
در نتیجه، مقرونبهصرفهبودن هر معماری به الگوی واقعی استفاده از دادهها و نیازهای هر Workload بستگی دارد. با روشنشدن این عوامل، میتوان تفاوت سه رویکرد را از نظر عملکرد، کنترل و سایر معیارهای زیرساختی دقیقتر مقایسه کرد.
مقایسه On-Premises ،Public Cloud و Hybrid Storage
برای طراحی یک زیرساخت Storage تابآور، باید معماری ذخیرهسازی را متناسب با نیازهای Workloadهای سازمان انتخاب کرد.
هر یک از رویکردهای On-Premises ،Public Cloud و Hybrid Storage از نظر عملکرد، هزینه، کنترل دادهها و انعطافپذیری تفاوتهایی دارند.
جدول زیر مهمترین تفاوتهای این سه معماری ذخیرهسازی را نشان میدهد.
| معیار مقایسه | On-Premises Storage | Public Cloud Storage | Hybrid Storage |
|---|---|---|---|
| کنترل دادهها و زیرساخت | کنترل مستقیم بر سختافزار، پیکربندی و محل ذخیرهسازی دادهها | کنترل محدود به امکانات، APIها و ابزارهای ارائهشده توسط سرویسدهنده | کنترل مستقیم بر دادههای حیاتی در زیرساخت داخلی و استفاده از Cloud برای Backup، آرشیو یا دادههای کماستفاده |
| هزینه ظرفیت و عملیات | سرمایهگذاری اولیه بالاتر، همراه با امکان پیشبینی بهتر هزینههای عملیاتی | هزینه اولیه کمتر، اما هزینههای جاری متغیر بر اساس ظرفیت، میزان استفاده و انتقال داده | ترکیبی از هزینههای ثابت زیرساخت داخلی و هزینههای متغیر Cloud |
| تأخیر (Latency) | معمولاً تأخیر کمتر و امکان دستیابی به IOPS بالا در شبکه محلی با استفاده از NAS/SAN | وابسته به نوع سرویس، محل Workload و مسیر شبکه. | وابسته به محل Workload و داده؛ تأخیر دسترسی محلی و دسترسی میان زیرساخت داخلی و Cloud باید جداگانه ارزیابی شود. |
| سفارشیسازی سیستم | انعطافپذیری بالا در طراحی Storage Pool، پیکربندی Cache و بهینهسازی عملکرد | وابسته به تنظیمات و Storage Tierهای ارائهشده توسط سرویسدهنده | امکان سفارشیسازی زیرساخت داخلی همراه با اتصال به Cloud |
| ریسک تأمین سختافزار | وابستگی مستقیم به موجودی تجهیزات، زمان تأمین و نوسانات قیمت؛ قابل کاهش با راهکارهای نرمافزاری | بدون مسئولیت مستقیم خرید سختافزار، اما وابسته به ظرفیت و امکانات سرویسدهنده | وابسته به سهم تجهیزات داخلی و میزان اتکا به Cloud؛ استفاده از ظرفیت Cloud میتواند نیاز فوری به خرید تجهیزات را کاهش دهد. |
مزایا و معایب On-Premises ،Public Cloud و Hybrid Storage
با توجه به تفاوتهای مطرحشده در جدول، مهمترین مزایا و معایب هر یک از معماریهای ذخیرهسازی عبارتاند از:
On-Premises Storage
مزایا: کنترل مستقیم بر پیکربندی سختافزار، مسیرهای دسترسی و محل ذخیرهسازی دادهها، تأخیر کم در دسترسی محلی و اختیار بیشتر در مدیریت سیاستها و سازوکارهای امنیتی سیستم.
معایب: نیاز به سرمایهگذاری اولیه و مدیریت مستمر نگهداری، ارتقا و چرخه عمر سختافزار.
Public Cloud Storage
مزایا: راهاندازی سریع منابع، انعطافپذیری بالا برای پروژههای موقت و حذف نیاز به نگهداری تجهیزات فیزیکی در محل سازمان.
معایب: احتمال افزایش هزینهها در بلندمدت، هزینههای قابلتوجه بازیابی یا خروج دادهها و وابستگی به پلتفرم یک سرویسدهنده.
Hybrid Storage
مزایا: اجرای Workloadهای با توان عملیاتی بالا روی زیرساخت داخلی با عملکرد قابل پیشبینی و استفاده از Cloud برای Backup، آرشیو بلندمدت یا افزایش موقت ظرفیت پردازشی.
معایب: نیاز به تخصص در یکپارچهسازی سیستمها و استراتژی مدیریتی مشخص برای جلوگیری از ایجاد ساختارهای عملیاتی جزیرهای.
در پیادهسازی Hybrid Storage، اتصال زیرساخت داخلی به Cloud بهتنهایی کافی نیست. تیم زیرساخت باید مشخص کند هر دسته از دادهها در کدام محیط نگهداری میشود، انتقال آنها چه تأثیری بر پهنای باند و Latency دارد و سیاستهای دسترسی، رمزنگاری، Backup و پایش چگونه در دو محیط هماهنگ میشوند. در غیر این صورت، پیچیدگی مدیریت و هزینههای پیشبینینشده میتوانند بخشی از مزایای این معماری را کاهش دهند. این موضوع اهمیت مسئولیتپذیری و کنترل سازمان بر دادهها را نیز پررنگتر میکند.
بخش دوم | کنترل دادهها و بهینهسازی زیرساخت Storage
در این بخش، الزامات حفاظت از دادهها و نقش Software-Defined Storage در استفاده بهینه از منابع سختافزاری را میشناسیم.
- کنترل دادهها، امنیت و بازیابی در معماری Storage
- مقابله با کمبود سختافزار با Software-Defined Storage
کنترل دادهها، امنیت و بازیابی در معماری Storage
پس از بررسی عملکرد و هزینه، موضوع مهم دیگری مطرح میشود: سازمان تا چه اندازه میتواند بر محل نگهداری، دسترسی و حفاظت از دادههای خود کنترل داشته باشد؟ پاسخ به این پرسش، علاوه بر معماری Storage، به نحوه تقسیم مسئولیت میان سازمان و سرویسدهنده نیز بستگی دارد.
حاکمیت داده (Data Sovereignty)
برای مدیران سیستم، حاکمیت داده (Data Sovereignty) صرفاً به معنای رعایت الزامات قانونی نیست؛ بلکه مسئولیت مستقیم سازمان در انتخاب معماری ذخیرهسازی، حفاظت از دادهها، مدیریت دسترسی و اطمینان از دسترسپذیری مستمر آنها را نیز در بر میگیرد.
در این ارزیابی، محل نگهداری و پردازش دادهها و الزامات قانونی و قراردادی مرتبط با آن نیز باید مشخص باشند.
با انتقال Storage Poolهای اصلی به Public Cloud، کنترل و نظارت مستقیم بر سختافزار ذخیرهسازی، پیکربندی زیرساخت و نحوه توزیع فیزیکی دادهها محدود میشود. همچنین، مدیریت تنظیمات امنیتی و دسترسی به لاگها به امکانات و ابزارهای ارائهشده توسط سرویسدهنده وابسته خواهد بود. در چنین شرایطی، اختلال گسترده در سرویس Cloud، تغییر سیاستهای قیمتگذاری یا تغییرات زیرساختی سرویسدهنده میتواند گزینههای عملیاتی سازمان را محدود کند.
حاکمیت مؤثر بر دادهها مستلزم حفظ دید و کنترل مناسب بر محیط Storage است. پیادهسازی زیرساخت On-Premises یا Private Cloud سازمانی با استفاده از نرمافزاری مانند Open-E JovianDSS، امکان کنترل مستقیمتر بر Replication دادهها، کلیدهای رمزنگاری و پیکربندی سختافزار را فراهم میکند. این رویکرد به سازمانها کمک میکند پایداری زیرساخت اصلی خود را حفظ کرده و وابستگی عملیاتی به پلتفرمهای شخص ثالث را کاهش دهند.
امنیت، Backup و بازیابی دادهها در معماریهای مختلف
کنترل مستقیم بر Storage لزوماً به معنای حفاظت بهتر از دادهها نیست. در On-Premises، مسئولیت طراحی و اجرای کنترلهای امنیتی، نگهداری زیرساخت و برنامه بازیابی عمدتاً بر عهده سازمان است. در Public Cloud، این مسئولیتها بر اساس مدل مسئولیت مشترک (Shared Responsibility Model) میان سرویسدهنده و مشتری تقسیم میشوند؛ بااینحال، حفاظت از دادهها، مدیریت هویت و تنظیم دسترسیها همچنان از مسئولیتهای مهم سازمان هستند. در Hybrid Storage نیز سیاستهای امنیتی باید میان محیط داخلی و Cloud هماهنگ باشند.
تفاوت High Availability ،Snapshot و Backup
High Availability
کاهش توقف سرویس
Snapshot
ثبت وضعیت داده در یک نقطه زمانی
Backup
نگهداری نسخه مستقل برای بازیابی
همچنین باید میان High Availability ،Snapshot و Backup تفاوت قائل شد. High Availability با هدف کاهش توقف سرویس طراحی میشود، اما جایگزین Backup نیست. Snapshotهای محلی نیز بهتنهایی در برابر خرابی یا از دست رفتن کل سیستم Storage حفاظت کافی ایجاد نمیکنند؛ به همین دلیل، نگهداری نسخههای بازیابی مستقل، از جمله در محل دیگر، اهمیت دارد.
برای تعیین سطح مناسب حفاظت در هر سه معماری، باید RPO (حداکثر بازه قابلقبول از دست رفتن دادهها) و RTO (حداکثر زمان قابلقبول برای بازیابی سرویس) متناسب با اهمیت Workload مشخص شوند. سیاست Retention، محل نگهداری نسخههای Backup و آزمون دورهای بازیابی نیز باید بر اساس همین اهداف طراحی شوند.
RPO
حداکثر بازه قابلقبول از دست رفتن دادهها
RTO
حداکثر زمان قابلقبول برای بازیابی سرویس
مقابله با کمبود سختافزار با Software-Defined Storage
در کنار کنترل و حفاظت از دادهها، تأمین تجهیزات نیز یکی از چالشهای مهم توسعه زیرساخت Storage است. افزایش تقاضا برای پردازشهای با کارایی بالا (High-Performance Computing)، زمان تأمین و قیمت درایوها و قطعات سازمانی را افزایش داده است. در چنین شرایطی، خرید پیشاپیش تجهیزات Storage برای پاسخگویی به نیازهای آینده، همیشه راهکاری مقرونبهصرفه نیست.
راهکارهای Software-Defined Storage مانند Open-E JovianDSS با فراهمکردن امکان استفاده بهینه از تجهیزات موجود، به کاهش وابستگی به سختافزارهای اختصاصی و به تعویق انداختن خرید تجهیزات جدید کمک میکنند. مدیران IT میتوانند برای کنترل هزینهها و افزایش بهرهوری منابع Storage از سه قابلیت اصلی این نرمافزار استفاده کنند:
۱. استقلال از سختافزار (Hardware Agnosticism)
Open-E JovianDSS با جداسازی سرویسهای نرمافزاری از لایه فیزیکی، امکان طراحی زیرساخت Storage با استفاده از سرورها و قطعات سختافزاری متداول و سازگار را فراهم میکند. این انعطافپذیری به سازمانها اجازه میدهد JBODهای سازگار را با یکدیگر ترکیب کنند و با استفاده مجدد از تجهیزات Storage موجود، بهرهوری سرمایهگذاریهای سختافزاری خود را افزایش دهند.
۲. تخصیص بهینه ظرفیت با Thin Provisioning
در Thin Provisioning، ظرفیت منطقی Volume بدون رزرو کامل فضای فیزیکی از ابتدا تعریف میشود و مصرف فضای فیزیکی با نوشتهشدن دادهها افزایش مییابد. با Overprovisioning نیز میتوان مجموع ظرفیت منطقی را بیشتر از ظرفیت فیزیکی موجود تعریف کرد. این روش میتواند خرید تجهیزات را به زمان نیاز واقعی نزدیکتر کند؛ اما ظرفیت فیزیکی جدیدی ایجاد نمیکند و به پایش فضای آزاد، هشدار کمبود ظرفیت و برنامه توسعه بهموقع نیاز دارد.
۳. بهینهسازی عملکرد ZFS با Cache و Special Devices
Open-E JovianDSS با بهرهگیری از قابلیتهای ZFS میتواند عملکرد Storage Pool را، از جمله در پیکربندیهای ترکیبی HDD و SSD/NVMe، بهبود دهد. اصطلاح «ترکیبی» در این بخش به استفاده از رسانههای ذخیرهسازی متفاوت اشاره دارد. ARC، Cache اصلی خواندن در RAM است و L2ARC نقش Cache تکمیلی خواندن را روی تجهیزات سریعتر ایفا میکند. SLOG نیز محل جداگانه نگهداری ZFS Intent Log است و میتواند تأخیر نوشتنهای همگام (Synchronous Writes) را کاهش دهد. میزان بهبود عملکرد به نوع Workload و طراحی سیستم بستگی دارد.
قابلیت ZFS Special Devices امکان نگهداری Metadata و، در صورت پیکربندی، بلوکهای کوچک داده را روی تجهیزات پرسرعت فراهم میکند. این قابلیت محل اصلی نگهداری این دسته از دادهها را تعیین میکند و با Cache یا جابهجایی خودکار دادهها بر اساس میزان استفاده تفاوت دارد. برای استفاده بهتر از ظرفیت تجهیزات، قابلیت NVMe Partitioning امکان تقسیم فضای یک درایو NVMe به پارتیشنهایی با نقشهای متفاوت، مانند L2ARC، SLOG و ZFS Special Devices را فراهم میکند. ازآنجاکه این پارتیشنها از منابع یک درایو فیزیکی استفاده میکنند، عملکرد همزمان نقشها و پیامد خرابی آن درایو باید در طراحی بررسی شود.
نکته مهم در طراحی Storage
ZFS Special Devices بخشی از محل اصلی نگهداری دادههای Pool هستند و از دست رفتن کامل یک Special vdev میتواند باعث از دست رفتن کل Pool شود. افزونگی آنها باید روی دیسکهای فیزیکی مستقل و متناسب با سطح تحمل خرابی Pool طراحی شود. تقسیم یک NVMe به چند پارتیشن، بهتنهایی افزونگی ایجاد نمیکند.
بخش سوم | انتخاب معماری مناسب و گامهای اجرایی
در این بخش، مشخص میکنیم هر معماری برای چه Workloadهایی مناسبتر است و چگونه میتوان انتخاب نهایی را به برنامه اجرایی تبدیل کرد.
- چه زمانی On-Premises ،Public Cloud یا Hybrid Storage را انتخاب کنیم؟
- گامهای اجرایی برای انتخاب و بهینهسازی زیرساخت Storage
چه زمانی On-Premises ،Public Cloud یا Hybrid Storage را انتخاب کنیم؟
مقایسه معیارهای فنی و قابلیتهای Software-Defined Storage زمانی به تصمیم عملی تبدیل میشود که نیاز هر Workload مشخص باشد. انتخاب معماری مناسب، بیشتر از آنکه به برتری مطلق یک فناوری وابسته باشد، به محل دسترسی به دادهها، حساسیت به Latency، الگوی رشد ظرفیت، الزامات امنیتی و هزینه کل مالکیت بستگی دارد.
چه زمانی On-Premises Storage مناسبتر است؟
برای Workloadهایی مانند پایگاههای داده پرتراکنش یا سامانههای مجازیسازی که به تأخیر کم در شبکه محلی و عملکرد قابل پیشبینی نیاز دارند، On-Premises میتواند انتخاب مناسبتری باشد. این رویکرد همچنین برای سازمانهایی اهمیت دارد که باید کنترل مستقیمتری بر پیکربندی سختافزار و محل نگهداری دادهها داشته باشند؛ البته به شرط آنکه منابع لازم برای نگهداری و توسعه زیرساخت را فراهم کنند.
چه زمانی Public Cloud Storage مناسبتر است؟
برای پروژههای کوتاهمدت، محیطهای Test و Development یا Workloadهایی با تقاضای متغیر، Public Cloud میتواند ظرفیت موردنیاز را سریعتر فراهم کند و نیاز به خرید فوری تجهیزات را کاهش دهد. همچنین، برای Workloadهایی که برنامه و داده در محیط Cloud قرار دارند، سرویس Storage متناسب میتواند گزینه مناسبی باشد؛ انتخاب آن باید با ارزیابی عملکرد، دسترسپذیری و TCO انجام شود. بااینحال، پیش از انتخاب آن باید هزینه انتقال و بازیابی دادهها، الزامات امنیتی و وابستگی به شبکه بررسی شود.
چه زمانی Hybrid Storage مناسبتر است؟
وقتی سازمان همزمان به عملکرد و کنترل زیرساخت داخلی و انعطافپذیری Cloud نیاز دارد، Hybrid Storage میتواند راهکار متعادلی باشد؛ برای مثال، دادههای عملیاتی پرتکرار در On-Premises نگهداری شوند و از Cloud برای آرشیو، Backup یا ظرفیت موقت استفاده شود. موفقیت این مدل به طراحی ارتباط شبکه، یکپارچهسازی سیاستها و مدیریت هزینههای هر دو محیط وابسته است.
در نهایت، هیچیک از این معماریها برای همه Workloadها بهترین انتخاب نیست. نتیجه ارزیابی عملکرد، TCO، حاکمیت داده و اهداف بازیابی باید مبنای تصمیم نهایی و اقدامات اجرایی بعدی قرار گیرد.
گامهای اجرایی برای انتخاب و بهینهسازی زیرساخت Storage
برای تبدیل این مقایسه به برنامه اجرایی، نیاز Workloadها را مستند کنید، گزینهها را با معیارهای یکسان بسنجید و راهکار منتخب را پیش از استقرار نهایی بیازمایید.
1
ثبت نیازهای دادهها و Workloadها
ظرفیت فعلی، رشد داده، محل اجرای برنامهها، نیازهای عملکردی و اهداف RPO و RTO را مشخص کنید تا معیارهای انتخاب معماری روشن شوند.
2
مقایسه گزینههای قابل اجرا
گزینهها را از نظر عملکرد، هزینه کل مالکیت، کنترل دادهها و توان تیم زیرساخت مقایسه کنید. برای معماریهای On-Premises و Hybrid، ظرفیت و سازگاری تجهیزات موجود را نیز بررسی کنید؛ در گزینههای Cloud، نوع سرویس، ارتباط شبکه و شرایط دسترسپذیری اهمیت دارند.
3
ارزیابی و پیادهسازی راهکار منتخب
پیش از اجرای نهایی، عملکرد و بازیابی راهکار منتخب را در یک محیط آزمایشی بررسی کنید. اگر معماری منتخب On-Premises یا Hybrid است، Open-E JovianDSS میتواند برای پیادهسازی Storage داخلی، متناسب با نیازها و پیکربندی تأییدشده، بررسی شود.
کدام معماری Storage برای زیرساخت سازمان شما مناسبتر است؟
انتخاب میان On-Premises ،Public Cloud و Hybrid Storage به نوع Workloadها، نیازهای عملکردی، هزینهها و الزامات حفاظت از دادهها بستگی دارد. برای بررسی زیرساخت موجود و ارزیابی راهکار مناسب، از خدمات مشاوره تخصصی پردیسکو استفاده کنید.