مجازیسازی دادهها
مجازیسازی دادهها یا مجازیسازی فضای ذخیره اطلاعات موضوع مهمی برای سازمانها و شرکتهایی است که با حجم بسیار زیادی داده و اطلاعات روبروهستند و برای مدیریت و استفاده بهینه از آنها به یک روش اساسی نیاز دارند. روشهای قدیمی ذخیرهسازی و مدیریت دادهها معمولا دارای محدودیتهایی هستند که کارایی صددرصد را نمیدهند. اما شما میتوانید با استفاده از مجازیسازی دادهها، به عنوان یک رویکرد جدید و خلاقانه برای غلبه بر این مشکلات نگاه بیاندازید.
در ادامه مطلب، باید گفت که مجازیسازی دادهها به معنای یکپارچهسازی و ارائه دادهها از منابع مختلف به صورت یک لایه واحد است. این تکنولوژی به سازمانها این امکان را میدهد که بدون هیچ نگرانی از مکان دادهها، به آنها دسترسی داشته و آنها را مدیریت کنند. این رویکرد نه تنها هزینهها و پیچیدگیهای عملیاتی را کاهش میدهد، بلکه سرعت تصمیمگیری و دسترسی به دادههای کلیدی را نیز افزایش میدهد.
در این مقاله از تکنوکلاینت، به بررسی مفهوم مجازیسازی دادهها، مزایا و کاربردهای آن در محیطهای مدرن سازمانی و فناوری اطلاعات میپردازیم. با ما همراه باشید.
فهرست مطالب
مجازیسازی دادهها به چه معناست؟
مجازیسازی داده به معنای ذخیره و جمع آوری دادهها از چندین دستگاه ذخیرهسازی و تبدیل آن به صورت یک دستگاه ذخیرهسازی واحد یا یک فضای ذخیرهسازی واحد اطلاق میشود. این فرایند از طریق یک کنسول مرکزی مدیریت میشود.
مجازیسازی دادهها به نرمافزار متکی است چراکه این نرمافزار فضای ذخیرهسازی موجود را از دستگاهها مختلف شناسایی کرده و آن را به عنوان یک فضای ذخیرهسازی واحد برای استفاده سرورها و ماشینهای مجازی VMs در محیطهای مجازی جمع میکند.
نرمافزارهای مجازیسازی داده درخواستهای ورودی و خروجی را از سیستمها یا ماشینهای مجازی دریافت میکند و به سیستم واحد که بخش اصلی ذخیرهسازی است ارسال میکند. برای کاربر، منابع ذخیرهسازی مختلفی که این فضای واحد را تشکیل میدهند، غیرقابل مشاهده است و مجازیسازی دادهها بهصورت یک درایو فیزیکی، یا شماره واحد(LUN) نمایش داده میشود.
یک شکل مبتدی از مجازیسازی دادهها با استفاده از یک لایه نرمافزاری مجازیسازی بین سختافزار منبع ذخیرهسازی یک سیستم یا کامپیوتر، سرور یا هر دستگاه دیگری که به ذخیرهسازی دسترسی دارد نمایان میشود. این لایه امکان دسترسی سیستمعاملها (OS) و برنامهها به فضای ذخیرهسازی و استفاده از آن را فراهم میکند.
انواع مجازیسازی داده
دو شیوه اصلی برای مجازیسازی دادهها وجود دارد 1. شیوههایی که مبتنی بر بلوک هستند. 2. شیوههایی که مبتنی بر فایل هستند.
مجازیسازی مبتنی بر بلوک
مجازیسازی مبتنی بر بلوک که عموما از طریق شبکههای ذخیرهسازی Fibre Channel (FC) یا Internet Small Computer System Interface (iSCSI) کار میکند، بیشتر از سیستمهای مجازیسازی مبتنی بر فایل مجازی میشود.
در سیستمهای مبتنی بر بلوک، حافظه، مانند یک پارتیشن درایو، از بلوکهای حافظه فیزیکی در یک دستگاه ذخیرهسازی (مانند هارد دیسک یا حافظه SSD ) جدا میشود. به دلیل شباهت عملکرد آن با نرمافزار درایوهای بومی، سربار کمتری برای فرآیندهای خواندن و نوشتن وجود دارد، بنابراین سیستمهای ذخیرهسازی بلوکی عملکرد بهتری نسبت به سیستمهای مبتنی بر فایل دارند.
عملیات مبتنی بر بلوک این امکان را به نرمافزار مدیریت مجازیسازی میدهد تا ظرفیت بلوکهای ذخیرهسازی موجود در همه آرایههای مجازی را جمعآوری کرده و آنها را به یک منبع مشترک تبدیل کند تا به هر تعداد ماشین مجازی (VM)، سرور فیزیکی یا کانتینر اختصاص داده شود. مجازیسازی دادهها بهویژه برای ذخیرهسازی مبتنی بر بلوک بسیار مفید است.
برخلاف سیستمهای NAS، مدیریت SANها میتواند فرآیندی زمانبر باشد. یکپارچهسازی چندین سیستم ذخیرهسازی بلوکی تحت یک رابط مدیریتی واحد، که اغلب کاربران را از مراحل خستهکنندهای مانند پیکربندی LUN محافظت میکند، میتواند صرفهجویی قابلتوجهی در زمان ایجاد کند.
یک نسخه اولیه از مجازیسازی مبتنی بر بلوک کنترلکننده حجم SAN شرکت IBM بود که اکنون با نام IBM Spectrum Virtualize شناخته میشود. این نرمافزار روی یک دستگاه یا آرایه ذخیرهسازی اجرا میشود و با مجازیسازی LUNهای متصل به سرورهایی که به کنترلکنندههای ذخیرهسازی متصل هستند، یک استخر ذخیرهسازی واحد ایجاد میکند. Spectrum Virtualize همچنین به مشتریان این امکان را میدهد تا دادههای بلوکی را به ذخیرهسازی ابری عمومی انتقال دهند.
یکی دیگر از محصولات اولیه مجازیسازی ذخیرهسازی، پلتفرم ذخیرهسازی جهانی TagmaStore شرکت Hitachi Data Systems بود که اکنون با نام پلتفرم ذخیرهسازی مجازی Hitachi شناخته میشود. مجازیسازی ذخیرهسازی مبتنی بر آرایه Hitachi به مشتریان امکان میدهد یک استخر ذخیرهسازی واحد را در آرایههای جداگانه، حتی آنهایی که متعلق به دیگر فروشندگان پیشرو ذخیرهسازی هستند، ایجاد کنند.
مجازیسازی مبتنی بر فایل
مجازیسازی مبتنی بر فایل یکی ازانواع دیگر مجازیسازی داده است. این روش به طور خاص برای سیستمهای ذ خیرهسازی متصل به شبکه (NAS) به کار میرود. این نوع از مجازیسازی، با استفاده از پروتکلهای Server Message Block در محیطهای سرور ویندوز یا Network File System برای سیستمهای لینوکسی، وابستگی میان دادههای در دسترس و مکان حافظه فیزیکی در یک آرایه NAS عادی را حذف میکند.
تجمع منابع NAS این امکان را فراهم میکند تا مهاجرت فایلها در پسزمینه به راحتی انجام شود، که این امر بهبود عملکرد را به دنبال دارد. معمولاً مدیریت سیستمهای NAS پیچیده نیست، اما مجازیسازی ذخیرهسازی کار مدیریت چندین دستگاه NAS را از طریق یک کنسول مدیریتی سادهتر میکند.
نحوه کار مجازیسازی داده
برای فراهم کردن دسترسی به دادههای ذخیرهشده در دستگاههای ذخیرهسازی، نرمافزار مجازیسازی باید یا نقشهای با استفاده از متادادهها ایجاد کند یا در برخی موارد از الگوریتمی برای شناسایی دادهها بهصورت پویا استفاده کند. سپس نرمافزار مجازیسازی درخواستهای خواندن و نوشتن از برنامهها را رهگیری میکند. با استفاده از نقشهای که ایجاد کرده، میتواند دادهها را پیدا کرده یا آنها را در دستگاه مناسب ذخیره کند. این فرآیند مشابه روش استفادهشده توسط سیستمهایعامل رایانهها هنگام بازیابی یا ذخیره دادههای برنامه است.
مجازیسازی داده پیچیدگیهای واقعی یک سیستم ذخیرهسازی مانند SAN را نشان نمیدهد و این موضوع به مدیر ذخیرهسازی کمک میکند تا کارهایی مانند پشتیبانگیری، آرشیو و بازیابی را راحتتر و در زمان کمتری انجام دهد.
مجازیسازی درونباند vs. مجازیسازی برونباند
به طور کلی، دو نوع مجازیسازی وجود دارد که میتواند برای یک زیرساخت ذخیرهسازی اعمال شود:
• مجازیسازی درونباند که به آن مجازیسازی متقارن نیز گفته میشود دادههایی که در حال خواندن یا ذخیره شدن هستند و اطلاعات کنترلی مانند دستورات I/O و متادادهها را در یک کانال یا لایه مشترک مدیریت میکند. این تنظیمات به مجازیسازی ذخیرهسازی این امکان را میدهد که عملکردها و قابلیتهای پیشرفتهتری مانند کشینگ دادهها و خدمات تکثیر را فراهم کند.
• مجازیسازی برونباند یا مجازیسازی نامتقارن مسیرهای داده و کنترل را از هم جدا میکند. از آنجایی که تسهیلات مجازیسازی تنها دستورات کنترلی را مشاهده میکنند، ویژگیهای پیشرفته ذخیرهسازی معمولاً در دسترس نیستند.
روشهای مجازیسازی
مجازیسازی ذخیرهسازی امروز معمولاً به ظرفیتی اطلاق میشود که از چندین دستگاه فیزیکی جمعآوری شده و سپس در یک محیط مجازیشده برای تخصیص مجدد در دسترس قرار میگیرد. روشهای مدرن IT، مانند زیرساختهای ابر-همگرا (HCI) و کانتینرسازی، از ذخیرهسازی مجازی علاوه بر قدرت محاسباتی مجازی و اغلب ظرفیت شبکه مجازی استفاده میکنند.
اگرچه به عنوان یک رسانه هدف پشتیبانگیری در حال کاهش است، ذخیرهسازی نوار هنوز برای آرشیو دادههایی که به ندرت دسترسی دارند، به طور گستردهای استفاده میشود. دادههای آرشیوی تمایل به حجم بالا دارند؛ رسانههای نوار میتوانند از مجازیسازی ذخیرهسازی استفاده کنند تا مدیریت انبارهای داده بزرگ را آسانتر کنند. سیستم فایل نوار خطی یک نوع مجازیسازی نوار است که نوار را مانند یک دستگاه ذخیرهسازی NAS معمولی نشان میدهد و یافتن و بازیابی دادهها از نوار را با استفاده از دایرکتوری سطح فایل از محتوای نوار بسیار آسانتر میکند.
چندین روش برای اعمال ذخیرهسازی در یک محیط مجازیشده وجود دارد:
- مجازیسازی ذخیرهسازی مبتنی بر میزبان، مبتنی بر نرمافزار است و بیشتر در سیستمهای HCI و ذخیرهسازی ابری دیده میشود. در این نوع مجازیسازی، میزبان یا سیستم همگرا ساخته شده از چندین میزبان، درایوهای مجازی با ظرفیتهای مختلف را به ماشینهای مهمان ارائه میدهد، چه آنها VMs در یک محیط سازمانی، سرورهای فیزیکی یا رایانههایی باشند که به اشتراکگذاری فایلها یا ذخیرهسازی ابری دسترسی دارند. تمام مجازیسازی و مدیریت در سطح میزبان از طریق نرمافزار انجام میشود و ذخیرهسازی فیزیکی میتواند تقریباً هر دستگاه یا مجموعهای باشد. برخی از سیستمعاملهای سرور قابلیتهای مجازیسازی داخلی دارند، مانند Windows Storage Spaces.
- مجازیسازی ذخیرهسازی مبتنی بر آرایه، به طور معمول به روشی اطلاق میشود که در آن یک آرایه ذخیرهسازی به عنوان کنترلکننده اصلی ذخیرهسازی عمل کرده و نرمافزار مجازیسازی را اجرا میکند، که به آن این امکان را میدهد که منابع ذخیرهسازی آرایههای دیگر را تجمیع کرده و انواع مختلف ذخیرهسازی فیزیکی را برای استفاده به عنوان سطوح ذخیرهسازی ارائه دهد. یک سطح ذخیرهسازی ممکن است شامل درایوهای SSD یا هارد دیسکهای HDD در آرایههای ذخیرهسازی مجازیشده باشد؛ مکان فیزیکی و آرایه خاص از سرورها یا کاربرانی که به ذخیرهسازی دسترسی دارند، پنهان است.
- مجازیسازی ذخیرهسازی مبتنی بر شبکه، رایجترین شکلی است که سازمانها از آن استفاده میکنند. یک دستگاه شبکهای، مانند یک سوئیچ هوشمند یا سرور ساختهشده برای این منظور، به تمام دستگاههای ذخیرهسازی در یک SAN با استفاده از FC یا iSCSI متصل میشود و ذخیرهسازی را در شبکه به صورت یک استخر مجازی واحد ارائه میدهد.
مزایا و کاربردهای مجازیسازی ذخیرهسازی
زمانی که بیش از دو دهه پیش معرفی شد، مجازیسازی ذخیرهسازی معمولاً پیادهسازی دشوار و کاربرد محدودی داشت. زیرا ابتدا مبتنی بر میزبان بود، نرمافزار مجازیسازی باید بر روی تمام سرورهایی که نیاز به دسترسی به منابع ذخیرهسازی تجمعی داشتند، نصب و نگهداری میشد. با پیشرفت فناوری، سازمانها میتوانستند آن را به روشهای مختلف پیادهسازی کنند که این امر آن را برای استفاده در محیطهای مختلف آسانتر میکرد. کاربران میتوانستند روش مجازیسازی را انتخاب کنند که بیشترین منطق را برای زیرساختهای موجود در سازمانهایشان داشته باشد.
توسعه بیشتر نرمافزار مجازیسازی، همراه با استانداردهایی مانند Storage Management Initiative Specification، باعث شد تا محصولات مجازیسازی با انواع بیشتری از سیستمهای ذخیرهسازی کار کنند و این گزینه را برای سازمانهایی که با ظرفیتهای در حال افزایش ذخیرهسازی دست و پنجه نرم میکنند، جذابتر کند.
برخی از مزایا و کاربردهای مجازیسازی ذخیرهسازی عبارتند از:
- مدیریت آسانتر یک کنسول مدیریت واحد برای نظارت و نگهداری از چندین آرایه ذخیرهسازی مجازیشده زمان و تلاش لازم برای مدیریت سیستمهای فیزیکی را کاهش میدهد. این امر به ویژه زمانی مفید است که سیستمهای ذخیرهسازی از چندین فروشنده در استخر مجازیسازی وجود داشته باشند.
• استفاده بهتر از ذخیرهسازی. تجمیع ظرفیت ذخیرهسازی در چندین سیستم باعث میشود تخصیص آن راحتتر باشد تا ظرفیت به طور مؤثرتری تخصیص داده و استفاده شود. در سیستمهای جداگانه و متفاوت، احتمال اینکه برخی سیستمها در حال یا نزدیک به ظرفیت خود عمل کنند و برخی دیگر به ندرت استفاده شوند، زیاد است.
• افزایش عمر سیستمهای ذخیرهسازی قدیمیتر. مجازیسازی یک راه عالی برای افزایش استفاده از تجهیزات ذخیرهسازی قدیمیتر است با افزودن آنها به استخر به عنوان سطحی برای مدیریت دادههای آرشیوی یا دادههای کمتر حیاتی.
• ویژگیهای پیشرفته جهانی. سازمانها میتوانند برخی ویژگیهای پیشرفته ذخیرهسازی مانند سطحبندی، کشینگ و تکثیر را در سطح مجازیسازی پیادهسازی کنند. این کمک میکند تا این رویهها در تمام سیستمهای عضو استاندارد شده و این عملکردهای پیشرفته را به سیستمهایی که ممکن است فاقد آنها باشند، ارائه دهد.
نصب و راه اندازی ZABIX نرم افزار مانیتوریگ شبکه
کلام آخر
در این مقاله به توضیحاتی درمورد مجازیسازی دادهها پرداختیم، همانطور که اشاره کردیم، مجازیسازی فضای ذخیرهسازی اطلاعات، یا به اختصار Storage Virtualization، فرآیندی است که در آن دستگاههای ذخیرهسازی اطلاعات در شبکههای کامپیوتری، مانند هاردهای مبتنی بر تکنولوژی RAID، شبکههای ذخیرهسازی SAN، یا سایر دستگاههای مشابه، به صورت یک فضای ذخیرهسازی واحد در شبکه نمایش داده میشوند. این فرآیند، عملکرد دستگاههای ذخیرهسازی را با استفاده از نرمافزارهای مدیریت میزبان و توابع داخلی آنها، ساده و کارآمد میسازد.
منبع: https://www.techtarget.com
سوالات متداول
- مجازیسازی داده چیست؟
فرآیندی که منابع ذخیرهسازی را یکپارچه کرده و بهصورت یک فضای واحد ارائه میدهد.
2. مزایای مجازیسازی داده چیست؟
مدیریت آسانتر، کاهش هزینهها و استفاده بهینه از فضای ذخیرهسازی.
