سرور ذخیره سازی اطلاعات و روش های ذخیره سازی

عصر محاسبات داده محور فرا رسیده است و خوشبختانه ذخیره‌ سازی اطلاعات مقرون‌به‌صرفه‌تر از همیشه است. این در حالی است که مدیران فناوری اطلاعات با رگبار دائمی ادعاهای «جدید و بهبودیافته» ذخیره‌سازی روبه‌رو هستند، اما ذخیره سازی اطلاعات در 10 سال گذشته بیشتر و سریع‌تر از 25 سال قبل تغییر کرده است و نرخ تغییر همچنان در حال افزایش است به‌طوری که در دهه آینده (حتی در چند ماه آینده) شاهد تغییرات بیشتری در زمینه‌ی ذخیره‌سازی اطلاعات خواهیم بود. پس بیایید بررسی کنیم که به‌طور دقیق ذخیره سازی اطلاعات چیست و با سرور ذخیره سازی اطلاعات و روش های ذخیره سازی بیشتر آشنا شویم.

⏲ مدت زمان تخمینی مطالعه: 9 دقیقه

ذخیره سازی چیست؟

ذخیره‌سازی یک مفهوم مهم در بسیاری از زمینه‌ها و حوزه ها مانند محاسبات، مهندسی، تجارت، علم و IT است. ذخیره‌سازی می‌تواند به بهینه‌سازی فضا، بهبود کارایی، حفظ منابع و افزایش امنیت کمک کند. همچنین ذخیره‌سازی می‌تواند چالش‌ها و محدودیت‌هایی مانند هزینه، ظرفیت، دسترسی و قابلیت اطمینان نیز داشته باشد. بنابراین، ذخیره‌سازی اغلب موضوع تحقیق و نوآوری محققان در حوزه‌های مختلف برای یافتن راه‌حل‌ها و جایگزین‌های بهتر است.

ذخیره‌سازی اطلاعات اصطلاحی است که به روش ذخیره و نگه‌داری اطلاعات یا داده‌ها برای استفاده در آینده گفته می‌شود. اطلاعات را می‌توان به اشکال مختلف مانند کد باینری، متن، صدا، ویدئو یا تصاویر ذخیره کرد. همچنین می‌توان داده‌ها را در دستگاه‌های مختلف مانند هارد‌دیسک، درایوهای فلش، CD، DVD، دستگاه‌های ذخیره‌سازی شبکه و یا سرورهای ابری ذخیره کرد. ذخیره‌سازی اطلاعات به کاربران و سازمان‌ها برای دسترسی، مدیریت، اشتراک‌گذاری و محافظت از داده‌ها کمک می‌کند.

انواع دستگاه های ذخیره سازی

دستگاه‌های ذخیره‌سازی اطلاعات قطعات سخت‌افزاری هستند که داده‌های دیجیتال را ذخیره می‌کنند. بسته به هدف، ظرفیت، سرعت و دوام ذخیره‌سازی، انواع مختلفی از دستگاه‌های ذخیره‌سازی وجود دارد که رایج‌ترین آن‌ها عبارتند از:

• هارددیسک  یا HDD: این یک دستگاه ذخیره‌سازی مغناطیسی است که از دیسک‌های چرخان و بازوی محرک برای خواندن و نوشتن داده‌ها استفاده می‌کند. هارددیسک‌ها غیرفرار هستند، به این معنا که حتی در صورت قطع برق، داده‌ها را حفظ می‌کنند. هارد‌دیسک‌ها دارای ظرفیت ذخیره‌سازی بالا و قیمت مقرون‌به‌صرفه هستند اما احتمال خرابی مکانیکی آن‌ها و از دست دادن اطلاعات وجود دارد. از HDDها بیشتر برای اهداف پشتیبان‌گیری و بایگانی استفاده می‌شوند.
• درایو حالت جامد یا SSD: این ذخیره‌سازی به‌دلیل این‌که هیچ‌گونه مداری در داخل ندارد بیشتر شبیه به فلش مموری است که از مدارهای مجتمع برای ذخیره داده‌ها استفاده می‌کند. SSD‌ها نیز غیرفرار هستند، اما به‌دلیل نداشتن قطعات متحرک سریع‌تر، بی‌صداتر و قابل اعتمادتر از HDD‌ها باشند. حافظه‌های SSD ظرفیت ذخیره‌سازی کمتر و قیمت بالاتری نسبت به هارد‌دیسک‌ها دارند، اما انرژی کمتری مصرف می‌کنند و به همان میزان گرمای کمتری تولید می‌شود. از SSDها بیشتر برای سیستم‌عامل‌ها و برنامه‌هایی که نیاز به کارآیی بالا همراه با سرعت دارند، استفاده می‌شوند.

• درایو دیسک نوری یا ODD: دستگاهی است که از پرتو لیزر برای خواندن و نوشتن اطلاعات روی دیسک‌های نوری مانند CD، DVD یا Blu-ray disc استفاده می‌کند. دیسک‌های نوری قابل جابه‌جایی هستند و می‌توانند مقادیر زیادی اطلاعات را ذخیره کنند، اما به دلیل حساس بودن به خراش، گرد‌و‌غبار و گرما مستعد خرابی  هستند. دیسک های نوری بیشتر برای محتوای رسانه‌ای مانند موسیقی، فیلم یا بازی استفاده می‌شوند.
• درایو فلش یا USB: این یک دستگاه فلش مموری کوچک و قابل حمل است که می‌تواند به پورت USB رایانه، سرور و یا دستگاه دیگری متصل شود. درایوهای فلش USB نیز غیرفرار و فاقد قطعات متحرک هستند که باعث سرعت و دوام آن‌ها می‌شود. USBها ظرفیت ذخیره‌سازی کمتری نسبت به هارددیسک یا SSD دارند اما قیمت آن‌ها ارزان‌تر و استفاده از آن‌ها نیز آسان‌تر است.  USBها بیشتر برای انتقال یا ذخیره فایل‌ها یا اسناد کوچک کاربرد دارند.
• ذخیره سازی ابری: این سرویسی است که داده‌ها را در سرورهای راه دور ذخیره می‌کند که از طریق اینترنت قابل دسترسی هستند. فضای ذخیره‌سازی ابری یک دستگاه فیزیکی نیست، بلکه یک فضای مجازی است که می‌توان آن را از یک ارائه‌دهنده اجاره یا خریداری کرد. فضای ذخیره‌سازی ابری ظرفیت ذخیره‌سازی نامحدودی دارد و می‌توان از هر مکان و هر دستگاهی به آن دسترسی داشت، اما به اتصال اینترنت پایدار نیز نیاز دارد و ممکن است خطرات امنیتی و حریم خصوصی را به همراه داشته باشد. فضای ذخیره سازی ابری بیشتر برای اهداف پشتیبان‌گیری، همگام‌سازی یا اشتراک‌گذاری مورد استفاده قرار می‌گیرد.

بیشتر بخوانید: عیب یابی و رفع مشکلات در سوئیچ سیسکو

تجهیزات ذخیره سازی شبکه

تجهیزات ذخیره‌سازی شبکه دستگاه هایی هستند که داده‌ها را از طریق شبکه ذخیره و به اشتراک می‌گذارند. بسته به نوع و مدل دستگاه می‌توانند ویژگی‌ها، ظرفیت‌ها و عملکرد متفاوتی داشته باشند. برخی از انواع رایج تجهیزات ذخیره سازی شبکه عبارتند از:

• ذخیره‎سازی مستقیم متصل یا DAS: DAS  دستگاه ذخیره‌سازی است که به‌طورمستقیم به رایانه یا سروری که از آن استفاده می‌کنید، متصل می‌شود. به‌عنوان مثال، هارد‌دیسک داخل لپ‌تاپ یک دستگاه DAS است. دستگاه‌های DAS سریع و امن هستند، اما فضا و گزینه‌های اشتراک‌گذاری محدودی دارند.
•  ذخیره‌سازی متصل به شبکه یا NAS: NAS دستگاه ذخیره‌سازی اطلاعات است که از طریق شبکه به رایانه‌ها یا سرورهایی متصل می‌شود و کاربران می‌تواند از طریق اینترنت و آدرس IP به اطلاعات دسترسی داشته باشند. به‌عنوان مثال، یک دستگاه NAS می‌تواند یک سرور اختصاصی یا ترکیبی از چندین هارددیسک باشد. دستگاه‌های NAS انعطاف‌پذیر و مقیاس‌پذیر هستند، اما عملکرد کندتری و قیمت بالاتری نسبت به دستگاه‌های DAS دارند. از NAS بیشتر برای پشتیبان‌گیری از رایانه‌ها، راه‌اندازی سرور رسانه یا متمرکز کردن مدیریت و امنیت داده‌ها استفاده می‌شود. NASها دارای یک آدرس IP هستند و مشتریان از طریق سرور یا به‌طور مستقیم به اطلاعات داخل آن دسترسی دارند.
• شبکه فضای ذخیره سازی SAN: دستگاه ذخیره‌سازی SAN بخشی از یک شبکه تخصصی است که ذخیره‌سازی با سرعت و ظرفیت بالا را برای چندین سرور یا رایانه فراهم می‌کند. به‌عنوان مثال، یک دستگاه SAN می‌تواند مجموعه‌ای از دیسک‌ها یا آرایه‌های فلش باشد که توسط چندین سرور از طریق کابل‌های فیبر نوری قابل دسترسی هستند. دستگاه‌های SAN سریع و قابل اعتماد هستند، اما راه‌اندازی و نگه‌داری آن‌ها می‌تواند پیچیده و پرهزینه باشد. از این دستگاه بیشتر برای مراکز داده در مقیاس بزرگ یا شرکت‌هایی که به عملکرد و در دسترس بودن بالا نیاز دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

روش های ذخیره سازی اطلاعات

داده ها را می‌توان به سه روش اصلی ذخیره‌سازی کرد:

1. ذخیره‌سازی فایل: ذخیره‌سازی فایل، که با نام‌های ذخیره‌سازی در سطح فایل (file-level) یا ذخیره‌سازی مبتنی بر فایل (file-based storage) شناخته می‌شود، یک روش ذخیره‌سازی سلسله مراتبی است که برای سازماندهی و ذخیره داده‌ها استفاده می‌شود. به‌عبارت دیگر، داده‌ها در فایل‌ها ذخیره می‌شوند، فایل‌ها در پوشه‌ها و پوشه‌ها تحت سلسله مراتبی از دایرکتوری‌ها و زیر شاخه‌ها سازماندهی می‌شوند.
2. ذخیره‌سازی بلوکی: ذخیره‌سازی بلوکی، که گاهی اوقات به‌عنوان ذخیره‌سازی در سطح بلوک (block-level storage) نیز شناخته می‌شود، یک فناوری است که برای ذخیره داده‌ها در بلوک‌ها استفاده می‌شود. داده‌ها به ‌عنوان بلوک و بلوک‌ها به‌عنوان قطعات جداگانه ذخیره می‌شوند که هر کدام دارای یک شناسه منحصربه‌فرد هستند. توسعه‌دهندگان از ذخیره‌سازی بلوک برای موقعیت‌های محاسباتی که به انتقال سریع، کارآمد و قابل اطمینان داده نیاز دارند، استفاده می‌کنند.
3. ذخیره‌سازی اشیاء: این فرآیند به زمانی گفته می‌شود که اطلاعات به‌عنوان اشیاء ذخیره‌ می‌شوند که مجموعه‌ای از داده‌ها و ابرداده‌ها با شناسه‌های منحصربه‌فرد هستند. به‌عنوان مثال، یک شی می‌تواند یک عکس با ابرداده مانند تاریخ، مکان، اندازه و قالب باشد. ذخیره‌سازی اشیاء می‌تواند مقادیر زیادی از اطلاعات بدون ساختار را به روشی مقیاس‌پذیر و مقرون‌به‌صرفه ذخیره کند. ذخیر‌سازی اشیا از طریق API یا پروتکل‌های وب مانند HTTP قابل دسترسی است.

سرور ذخیره سازی اطلاعات

سرور ذخیره‌سازی اطلاعات که به عنوان سرور فایل نیز شناخته می‌شود، نوعی سرور است که برای ذخیره، ایمن‌سازی و مدیریت داده‌ها و برنامه ها استفاده می‌شود.

سرور ذخیره سازی اطلاعات در درجه اول برای ذخیره و دسترسی به داده‌ها از طریق اینترنت یا از طریق یک شبکه مشترک ساخته شده است. برخلاف یک سرور استاندارد، سرورهای ذخیره‌سازی دارای رابط‌های دسترسی به ذخیره‌سازی، فضاهای ذخیره‌سازی و قابلیت‌های پیشرفته بازیابی و مدیریت داده‌ها هستند. با این‌حال، آن‌ها برنامه‌های کاربردی کمتری نسبت به سرورهای معمولی دارند.

در درجه دوم این سرورها به‌عنوان سرورهای پایگاه داده فایل، چاپ، وب و برنامه (application) عمل می‌کند.

از آنجایی‌که سرورهای ذخیره سازی برای هدف خاصی طراحی شده‌اند، پیکربندی متفاوتی دارند. به‌عبارت دیگر، آن‌ها به‌عنوان یک نقطه دسترسی مرکزی برای ذخیره‌سازی و دسترسی به داده‌ها عمل می‌کنند. همچنین سرورهای از راه دور و گره‌های کلاینت محلی از طریق پروتکل انتقال فایل (FTP) و یا از طریق API به سرور ذخیره‌سازی دسترسی دارند.

بیشتر بخوانید: تفاوت رم ECC و غیر ECC

بهترین روش نگهداری اطلاعات

هیچ پاسخ قطعی برای اینکه بهترین روش نگهداری اطلاعات کدام است وجود ندارد؛ زیرا هر فردی می‌تواند با توجه به نیازهای خود یکی از روش‌های نگهداری اطلاعات را انتخاب کند. با این‌حال امروزه ایده‌آل‌ترین روش برای ذخیره‌سازی اطلاعات، آن هم برای مدت طولانی، ذخیره‌سازی ابری است.  امنیت داده‌ها و قابلیت اطمینان ذخیره‌سازی دو مزیت بارز ذخیره‌سازی ابری است.