متى تفكر في اقتناء SAN؟
يبدو أن الجميع متحمسون للغاية لاقتناء جهاز SAN، وأحياناً بشغف بالغ. ولا شك أن أجهزة SAN رائعة حقاً؛ فهي من أكثر عناصر الأجهزة ضخامةً وإثارةً التي يتاح لمعظم المتخصصين في تقنية المعلومات امتلاكها في بيئاتهم. وغالباً ما تكون الرغبة في امتلاك جهاز SAN خاص مسألة “مواكبة الجيران”، إذ أصبح استخدام SAN نوعاً من رموز المكانة – أحد آخر معاقل تقنية المعلومات للشركات الكبرى التي تجدها فقط في غرف الخوادم المخصصة وليس في منازل الناس (حسناً، تقريباً). تُسوَّق أجهزة SAN بقوة وتُعلَن وتُباع باعتبارها صناديق مذهلة ذات تكرار داخلي يجعلها معصومة من الأخطاء، وسرعة تتحدى المنطق، ومحملة بميزات لم تكن تعلم أنك تحتاجها. وعند التحدث مع متخصصي تقنية المعلومات الذين يصممون أنظمة جديدة، من أكثر ما أسمعه: “لا نعرف الكثير عن تصميمنا النهائي، لكننا نعلم أننا بحاجة إلى SAN.”
في سياق هذا المقال، أستخدم مصطلح SAN بمعناه الأكثر شيوعاً، أي للدلالة على “جهاز التخزين الكتلي” وليس للإشارة إلى شبكة التخزين بأكملها. يمكن أن توجد شبكة تخزين لـ NAS دون أن تستخدم جهاز SAN للتخزين الكتلي على الإطلاق. لذا يشير SAN في هذا المقال حصراً إلى SAN كجهاز، وليس كشبكة. SAN مصطلح مرن يُستخدم للدلالة على أشياء متعددة في أوقات مختلفة وقد يكون مربكاً جداً. فـ SAN المُكوَّن بدون شبكة يصبح DAS. وDAS المتصل بشبكة يصبح SAN.
لنتوقف لحظة. SAN هو تخزينك الخلفي. والحاجة إليه تتحدد في جميع الأحوال بجوانب أخرى من بنيتك المعمارية. إن لم تكن قد حسمت أموراً عديدة أخرى بعد، فلا يمكنك ببساطة أن تعرف ما إذا كان SAN ضرورياً أو حتى مفيداً في التصميم النهائي. إشارات تحذيرية. إشارات تحذيرية في كل مكان. تخيل سباق عربات رومانية حيث الخيول تدفع العربات (إن كنت تفهم ما أعنيه).
من الواضح أن الدافع لتطبيق SAN قوي لدرجة أن مشاريع بأكملها كثيراً ما تُصمَّم بهدف وحيد يبدو أنه تبرير شراء SAN. كما هو الحال مع أي مشروع، أول سؤال يجب طرحه هو “ما الحاجة التجارية التي نسعى إلى تلبيتها؟” والانطلاق من هناك، لا من منطق “نريد شراء SAN، أين يمكننا استخدامه؟” أجهزة SAN معقدة، والتعقيد مصدر للهشاشة. وكثيراً ما تكون تكلفة SAN مرتفعة. لكن أخطر ما في SAN هو الافتقار الواسع إلى المعرفة العميقة بها في الصناعة. تطرح أجهزة SAN مخاطر تقنية وتجارية ضخمة يجب التغلب عليها لتبرير استخدامها. أجهزة SAN رائعة ومفيدة جداً بلا شك، لكن هذا وحده نادراً ما يكفي لتبرير الرغبة في اقتنائها.
نسمي أجهزة SAN “ملاذ التخزين الأخير”. يعني ذلك أنه عند اختيار أنواع التخزين، تأمل أن تتمكن من استخدام أي بديل آخر كالأقراص المحلية أو DAS (التخزين المباشر) أو NAS (التخزين المرفق بالشبكة) بدلاً من SAN. وفي معظم الأحيان تعمل الخيارات الأخرى بشكل رائع. لكن ثمة أوقات تفرض فيها احتياجات الأعمال متطلبات لا يمكن تلبيتها بشكل معقول إلا بـ SAN. عندما يحدث ذلك لا يكون أمامنا خيار ويجب اللجوء إلى SAN. لكن بوجه عام يمكن تجنبها لصالح خيارات أبسط وعادةً أقل تكلفةً أو خطورة.
أجد أن معظم من يسعون إلى تطبيق SAN يفعلون ذلك بناءً على عدد من المفاهيم الخاطئة.
أولها أن أجهزة SAN بطبيعتها موثوقة للغاية. صحيح أن هناك موردين ومنتجات SAN محددة ذات موثوقية مذهلة، لكن الأمر ذاته يصح على أي منتج في تقنية المعلومات. فالخوادم المتطورة في نطاق أسعار SAN المتطورة لا تقل موثوقية عن أجهزة SAN. وبما أن أجهزة SAN مصنوعة من المكونات الصلبة ذاتها المستخدمة في الخوادم العادية، فلا سحر يجعلها أكثر موثوقية. كل ما يمكن استخدامه لجعل SAN موثوقاً هو امتداد لتقنيات RAS (الموثوقية والتوافر وقابلية الخدمة) للخوادم. وتماماً كـ SAN، يمكن أن تكون NAS وDAS والأقراص المحلية موثوقة للغاية. SAN يشير فقط إلى الجهاز المستخدم لتقديم التخزين الكتلي بدلاً من أداء مهمة أخرى. SAN مجرد خادم بسيط جداً. تمتد أجهزة SAN عبر الطيف الكامل للموثوقية من موثوقية تضاهي الحواسيب المركزية في الطرف الأعلى إلى أجهزة ليست سوى أقراص صلبة خارجية – أقل أجهزة الشبكة موثوقية – في الطرف الأدنى. لذا بدلاً من أن يعني SAN الموثوقية، فهو في الواقع يوفر حالات خاصة تكون فيها الموثوقية في أدنى مستوياتها. لكن لأغراض عملية، تتشابه الخوادم جميعها في مخاوف الموثوقية تقريباً. تكتسب أجهزة SAN سمعة الموثوقية لأن الشركات كثيراً ما تنفق على SAN ميزانيات ضخمة لا تنفقها على خوادمها، مما يجعل المقارنة بين SAN متطور نسبياً وخادم محدود الميزانية نسبياً.
ثانيها أن SAN يعني “كبيراً” وNAS يعني “صغيراً”. لا توجد مثل هذه العلاقة. يمكن لكل من SAN وNAS أن يكونا بأي حجم أو جودة تقريباً. كلاهما يغطي الطيف بأكمله ولا يوحي اختيار التقنية بأي شيء عن حجم الجهاز. ومرة أخرى كما ذكرنا أعلاه، يمكن لـ SAN أن يكون تقنياً “أصغر” من حل NAS نظراً لبساطته المحتملة، لكنها حالة خاصة ونظرية في معظمها رغم وجود منتجات SAN في هذه الفئة في السوق، غير أنه نادر جداً العثور عليها في الاستخدام الفعلي.
ثالثها أن SAN وNAS مختلفان اختلافاً جذرياً من الداخل. هذا بالتأكيد ليس صحيحاً إذ إن غالبية أجهزة SAN وNAS اليوم ما يُسمى “التخزين الموحد”، أي جهاز تخزين يعمل في آن واحد كـ SAN وNAS معاً. وهذا يبرز أن الفارق الجوهري بينهما ليس في التقنية الداخلية أو الأجهزة أو الحجم أو الموثوقية، بل الفارق المحدد هو البروتوكولات المستخدمة لنقل التخزين. أجهزة SAN هي تخزين كتلي تعرض أجهزة كتلية خام على الشبكة باستخدام بروتوكولات مثل Fibre Channel وiSCSI وSAS وZSAN وATA over Ethernet (AoE) أو Fibre Channel over Ethernet (FCoE). أما NAS فيستخدم نظام ملفات شبكي ويعرض الملفات على الشبكة باستخدام بروتوكولات طبقة التطبيق مثل NFS وSMB وAFP وHTTP وFTP التي تعمل فوق TCP/IP.
رابعها أن أجهزة SAN بطبيعتها تقنية مشاركة الملفات. هذا هو NAS. SAN ببساطة يأخذ تخزينك الكتلي (نظام الأقراص الصلبة) ويجعله متاحاً عن بُعد عبر شبكة. وطبيعة الشبكات تشير إلى أننا نستطيع ربط ذلك التخزين بأجهزة متعددة في وقت واحد وفعلياً نستطيع ذلك من الناحية المادية. تماماً كما كنا قادرين قديماً على ربط وحدات تحكم متعددة بطرفي كابل SCSI مع أقراص صلبة في المنتصف. هذا في الظروف العادية سيدمر جميع البيانات الموجودة على الأقراص إذ تقوم وحدات التحكم، التي لا تعرف شيئاً عن بعضها البعض، بالكتابة فوق بيانات بعضها مسببةً تلفاً شبه فوري. ثمة آليات متوفرة في أنظمة ملفات متجمعة خاصة وبرامج تشغيلها تتيح ذلك، لكن هذا يتطلب معرفةً وفهماً تقنيين أعمق مما يدرك كثير من مقتني أجهزة SAN أنهم يحتاجونه لما يعتقدون أنه الغرض الأساسي من SAN – كارثة شائعة لدرجة أنني أتحدث مع من وقع فيها تقريباً أسبوعياً. حقيقة أن SAN يعرض للخطر حالة الاستخدام الأساسية التي يعتقد معظم الناس أنه مصمم لها، ولا يفشل فقط في تقديم الحماية شبه السحرية المنشودة بل يكون بالعكس السبب المباشر لفقدان البيانات، تكشف مستوى المخاطرة الذي ينطوي عليه تطبيق تقنية تخزين مفهومة بشكل خاطئ.
خامسها أن أجهزة SAN سريعة. يمكن أن تكون SANs سريعة؛ كما يمكن أن تكون بطيئة بشكل مروّع. لا توجد زيادة في السرعة متأصلة في استخدام تقنية SAN بحد ذاتها. من الصعب فعلياً لأجهزة SAN تجاوز الاختناقات المتأصلة التي تفرضها الشبكة التي تعمل عليها. وبما أن بعض خيارات التخزين الأخرى كـ DAS تستخدم التقنيات ذاتها تماماً كـ SAN لكن دون اختناق الشبكة وتأخيرها، فإن DAS المكافئ سيكون أسرع قليلاً من SAN النظير. وأجهزة SAN بوجه عام أسرع قليلاً من نظير NAS المطابق للأجهزة، لكن حتى هذا غير مضمون. تتصرف SAN وNAS بشكل مختلف وفي حالات استخدام مختلفة قد يكون أي منهما الأفضل أداءً. نادراً ما يُختار SAN كحل بناءً على احتياجات الأداء.
سادسها أن كون الجهاز SAN يعني أن المشكلات المتأصلة المرتبطة باختيارات التخزين لم تعد تنطبق عليه. مثال جيد على ذلك استخدام RAID 5. هذا يُعدّ ممارسة سيئة في الخادم، لكن عند العمل مع SAN (الذي من الناحية النظرية أكثر أهمية بكثير من الخادم المستقل) كثيراً ما يُتجاهل التخطيط الدقيق لنظام التخزين بناءً على الاعتقاد بأن كونه SAN قد أصلح تلك المشكلات أو أنها لا تنطبق عليه. صحيح أن بعض أجهزة SAN المتطورة تمتلك قدراً من ميزات تخفيف المخاطر غير الموجودة في أماكن أخرى، لكن هذه نادرة ومقتصرة حصراً على الوحدات عالية الجودة جداً حيث استخدام التصاميم الهشة سيكون غير شائع أصلاً. إنها ممارسة خطيرة لكنها شائعة جداً، وهي الاعتناء الكبير والتدقيق في تخطيط التخزين للخادم المادي، لكن عند استخدام SAN يُتجاهل التخطيط والرقابة ذاتهما بناءً على افتراض أن SAN يتولى كل ذلك داخلياً أو أنه ببساطة لم يعد ضرورياً.
بعد دحض كثير من المفاهيم الخاطئة حول SAN قد يتساءل المرء هل أجهزة SAN مناسبة أصلاً. إنها بالطبع مهمة للغاية وذات قيمة استثنائية عند استخدامها بشكل صحيح. تتجلى أبرز نقاط قوة أجهزة SAN في التوحيد وأنواع خاصة من التخزين المشترك.
كان التوحيد هو الدافع التاريخي الذي قاد العملاء إلى حلول SAN. يتيح SAN لنا دمج أنظمة ملفات عديدة في صفيف أقراص واحد مما يسمح باستخدام أكثر كفاءة لموارد التخزين. ولأن SAN يعمل على مستوى الكتل فهو قادر على القيام بذلك في أي وقت يمكن فيه توظيف نظام أقراص محلي تقليدي. في كثير من الخوادم وحتى أجهزة الكمبيوتر المكتبية، يُهدر مساحة التخزين بسبب ضرورات النمو والتخطيط وتدرج سعة الأقراص. لو كان لدينا عشرون خادماً لكل منهم صفيف أقراص بسعة 300 جيجابايت لكن كل منهم يستخدم 80 جيجابايت فقط، لكان لدينا هدر كبير. مع SAN يمكننا التوحيد إلى 1.6 تيرابايت فقط بالإضافة إلى كمية صغيرة ضرورية للعمليات الداخلية وننفق أقل بكثير على الأقراص المادية مقارنةً بما ينفقه كل خادم على تخزينه المستقل.
بمجرد أن نبدأ في توحيد التخزين نبدأ بالبحث عن فرص توحيد متقدمة. بعد توحيد أنظمة ملفات خوادم عديدة على SAN واحد تتاح لنا الفرصة، إذا كان تطبيق SAN الخاص بنا يدعم ذلك، لإزالة التكرار في البيانات وضغطها مما قد يؤدي في حالات عديدة كأنظمة ملفات الخوادم إلى تخفيض ملحوظ في الاستخدام. فالـ 1.6 تيرابايت في مثالنا أعلاه قد تتقلص إلى 800 جيجابايت أو أقل. وفجأة تصبح أرقام التوحيد لدينا أفضل وأفضل.
للاستفادة الكاملة من التوحيد من الضروري توفر الحجم، وهنا يتألق SAN حقاً – عند الحجم الكبير سواء في السعة وما هو أهم في عدد العقد المتصلة الذي يصبح كبيراً جداً. أجهزة SAN هي الأنسب لتوحيد التخزين على نطاق واسع. هذا هو نطاقها المثالي وما يجعلها شبه منتشرة في الشركات الكبرى ونادرة جداً في الشركات الصغيرة.
تُعدّ أجهزة SAN أيضاً مهمة جداً لأنواع معينة من التجميع والتخزين المشترك التي تتطلب وصولاً مشتركاً إلى نظام ملفات واحد. هذه في الواقع حاجة نادرة إلى حد ما خارج حالة خاصة واحدة – قواعد البيانات. معظم التطبيقات تستخدم أي نوع من التخزين المقدم لها، لكن قواعد البيانات كثيراً ما تتطلب وصولاً كتلياً على مستوى منخفض لتتمكن من التعامل مع بياناتها بأكثر الطرق فعالية. لذلك نادراً ما يمكن استخدامها، أو استخدامها بفعالية، على NAS أو خوادم الملفات. وقد كان توفير بيئات تخزين عالية التوافر لتجمعات قواعد البيانات من أبرز حالات الاستخدام التاريخية لتخزين SAN.
خارج حالتي الاستخدام الرئيسيتين هاتين اللتين تبرران الغالبية العظمى من تركيبات SAN، يوفر SAN أيضاً مستويات عالية من مرونة التخزين مما يجعل من المحتمل أن يكون نقل التخزين وتوسيعه وتعديله في بيئة كبيرة أمراً بسيطاً جداً دون الحاجة إلى تحريكات مادية أو عمليات شراء وتزويد معقدة. ومرة أخرى كالتوحيد هذا ثمرة من ثمار الحجم الكبير.
في البيئات الكبيرة جداً يمكن أيضاً استخدام SAN لتوفير نقطة فصل بين فرق هندسة التخزين والأنظمة مما يتيح التسليم على مستوى الشبكة، عادةً Fibre Channel أو iSCSI. هذا الفصل الواضح للمهام قد يكون بالغ الأهمية في تمكين الفرق من العمل بمعزل تام في الشركات التي تريد فرق تخزين وشبكات وأنظمة منفصلة تماماً. هذا يتيح لفريق التخزين التركيز حصراً على التخزين ولفريق الأنظمة التركيز حصراً على الأنظمة دون أي حاجة لمعرفة تطبيقات الفريق الآخر.
قدمت أجهزة SAN لفترة طويلة نفسها أيضاً كوسيلة مريحة لتحسين أداء التخزين. هذا ليس مكوناً متأصلاً في SAN بل نتاجاً طبيعياً لاستخدامها الشائع في التوحيد. وبالمثل للافتراضية عند استخدامها في التوحيد، ستحظى أجهزة SANs المشتركة بميزة طبيعية تتمثل في استخدام أفضل للمغازل المتاحة وذاكرات تخزين مؤقت مركزية وأجهزة أضخم مقارنةً بالتخزين المكافئ الموزع بين خوادم فردية عديدة. ومثل موارد المعالج المشتركة، حين لا تتلقى SAN طلبات من عملاء متعددين فلديها القدرة على تخصيص كامل طاقتها لخدمة طلبات عميل واحد مما يوفر متوسط تجربة أداء أعلى بكثير مما يستطيع الخادم الفردي تحقيقه بتكلفة معقولة بمفرده.
لكن استخدام SAN للأداء يتراجع بسرعة عن مكانته بسبب انتشار تخزين SSD بشكل واسع. ومع انخفاض أسعار SSDs ذات التأخير المنخفض للغاية وأداء IOPS المرتفع إلى حد إضافتها إلى الخوادم المستقلة كذاكرة تخزين مؤقت محلية أو حتى استخدامها كتخزين رئيسي، يصبح اختناق شبكة SAN عاملاً متزايد الأهمية مما يجعل من الصعب بشكل متزايد على فوائد توحيد SAN أن تعوض مزايا أداء SSDs المحلية. قد تُحدث SSDs اضطراباً كبيراً في سوق التخزين المشترك إذ تعيد ميزة الأداء نحو التخزين المحلي – وهي الأحدث في تدفق وجزر تصميم بنية التخزين.
أهم ما يجب تذكره في استخدام SAN هو أن SAN لا ينبغي أن يكون نقطة البداية الافتراضية في تخطيط التخزين. إنه أحد خيارات تقنية عديدة وواحد لا يناسب الغرض كثيراً كما هو مقصود، أو يفعل ذلك لكن بسعر مرتفع بشكل غير ضروري إما من حيث التكلفة المالية أو التعقيد. ابدأ بتحديد الأهداف والاحتياجات التجارية. اختر SAN حين يحل تلك الاحتياجات بأكثر الطرق فعالية، لكن ابقَ منفتح الذهن وخذ في الاعتبار الاحتياجات التخزينية الشاملة للبيئة.
إعلان
