رایانش ابری(ذخیره سازی فایل)

3  ذخيره‌سازي فايل در ابر

دنبال كردن بخش هاي زير مفهوم كليدي ذخيره سازي در ابر را معرفي خواهد كرد، نشان دادن فوايد مختلفشان، و در مورد برخي نگراني هاي موجود در ذخيره سازي ابر بحث مي‌شود.

3.1  معماري عمومي

بيشترين ارائه دهندگان عمومي ذخيره سازي ابر معماري سه لايه اي را دنبال مي‌كنند. در شكل زير، شما مي‌توانيد يك تصوير از معماري عمومي را ببينيد و بعضي از مشخصات كه در اين معماري در حال حاضر در ذخيره سازي ابر بسته شده است.

شكل 5 معماري عمومي ذخيره سازي ابر

The front-end  مسول ارتباط بين مشتريان و سرويس دهندگان است. رابط هاي برنامه كاربردي مختلف براي دسترسي به ذخيره سازي واقعي وجود خواهد داشت. اين لايه همچنين در مورد دستيابي به نتايج مانند چند اجاره‌اي، يك دوره كه ما در فصل بعد توضيح خواهيم داد. علاوه براين، آن مفهومي براي انواع مختلف مقياس پذيري از طريق روش هاي مختلف فراهم مي‌كند.

The Storage Logic  دسته هايي از ويژگي هاي مختلف، و مسول مراحل خاص اداري مانند تضمين سطح بالايي از در دسترس بودن و قابليت اطمينان براي مواردي است. آن نيز شكلي از امنيت محيط نيز هست. بعلاوه، آن شبيه يك كنترل كننده براي ذخيره سازي ابر عمل مي‌كند.

The Back-end  بر اجراي واقعي از ذخيره سازي فيزيكي داده ها با پروتكل‌هاي مانند GFS (سيستم فايل گوگل) تمركز دارد. اين شامل استفاده از شيوه هاي مختلف براي افزايش بهره‌وري ذخيره‌سازي مي‌شود و در راه به عقب بردن هزينه پايين زيرساخت.

3.2  تعريف مشخصات

در اين بخش، ما به بررسي جزييات بيشتر مشخصات ليست شده در نمودار در بخش قبل خواهيم پرداخت.

چند- اجاره‌اي، كه به توانايي براي يك نمونه واحد از خدمات براي خدمت به مشتريان مختلف و يا مستاجران اشاره دارد، همچنين به چندين لايه مختلف از پشته ذخيره‌سازي ابر اعمال مي‌شود و اين اجازه مي‌دهد تا مشتريان متعدد براي عضويت در همان قابليت هاي محاسبات ابري در حالي كه حريم خصوصي و امنيت بيشتر از داده‌هاي حساس خود را حفظ كند.

مديريت خودكار يك كيفيت مهم از ذخيره سازي ابر مي‌باشد. عموما، هزينه مي‌تواند به دو دسته بندي تقسيم شود: هزينه هاي زيرساخت‌هاي ذخيره‌سازي فيزيكي خودش و هزينه‌هاي مديريت آن. هزينه هاي مديريتي پنهان شده است اما در واقع يك بخش قابل توجهي از هزينه هاي كلي در دراز مدت مي‌باشد. ذخيره‌سازي ابر بايد قادر به اضافه كردن منبع ذخيره‌سازي جديد باشد و به طور خودكار خود را به همسان‌سازي پيكربندي كند و به طور خودكار خطاها را پيدا كند. مديريت خودكار به ذخيره‌سازي ابر نسبتا مهم است به خاطر اينكه  چيزي كه محاسبات ابري در حال فروش است آسودگي لازم است.

سازگاري در عملكرد در سرتاسر جهان يكي از دلايل اصلي براي انتخاب ذخيره‌سازي در ابر بيش از فايل‌هاي سنتي ميزباني وب است. با فايل‌هاي سنتي ميزباني وب، فايل‌ها به طور معمول روي يك سرويس‌دهنده ذخيره مي‌شوند از اين رو كساني كه از سرور دور هستند از عملكرد بد آن رنج خواهند ‌برد. با ذخيره‌سازي ابر، دو سطح از مقياس پذيري جرافيايي وجود دارد. اولي، فايل اطراف سرويس دهنده‌هاي متعدد در منطقه كه درآن داده‌هاي اصلي خود را ذخيره مي‌كنند توزيع مي‌شوند. دومي، تقاضايي CDNs (شبكه‌هاي تحويل محتوا) كه وجود دارد. اين شبكه‌هايي كه سرويس دهندگاني دارند كه در سطح جهاني توزيع شده با اجازه سريع تحويل محتوا به سرويس گيرندگاني در هر جايي در جهان هستند. با استفاده از CDNs، ذخيره سازي ابر همچنين مي‌تواند به سطح بالايي از سازگاري و هماهنگي در عملكرد در سراسر جهان دست يابد و همچنين داده‌هايتان را بيشتر قابل حمل مي‌سازد چرا كه آن قابل استفاده است و در سرتاسر جهان بسيار قابل دسترس است.

روش‌هاي دسترسي منحصر به فرد همچنين يك تفاوت اصلي بين ذخيره‌سازي ابر و ذخيره‌سازي سنتي هستند. تعداد زيادي فراهم كنندگان ذخيره سازي ابر اكنون روش‌هاي دسترسي چندگانه را پياده‌سازي مي‌كنند اما يكي از شايع‌ترين آن هنوز هم وب سرويس  API است. اينها به وسيله دنبال كردن معماري REST(انتقال حالت نمايشي) پياده سازي مي‌شوند. معماري به توسعه پروتكل هايي از لايه‌اي از HTTP به دروازه HTTP به عنوان ابزار حمل و نقل استفاده مي‌شود. به وسيله دنبال كردن اين معماري، APIs بي شكوه است و بنابراين نسبتا كارآمد مي‌باشد. بزرگترين ارائه دهندگان ذخيره سازي ابر نظير آمازون و مايكروسافت هر دو در حال حاضر از اين روش استفاده مي‌كنند. همچنين اشكال ديگر از روش‌هاي دسترسي وجود دارند نظير رابط‌هاي برنامه كاربردي بر اساس فايل نظير NFS و FTP و اين دو APIs توسط IBM هوشمند ذخيره سازي كسب و كار ابر به تصويب رسيد.

قابليت اطمينان بالا يكي از بنياد ذخيره سازي ابر است. يكي ممكن است كه فكر كنيم با پيشرفت فناوري هاي امروز، خرابي هاردديسك و تلفات توده‌اي ازاطلاعات ديگر معمول نيست. در مقابل خرابي هارد اجتناب ناپذير است و مي‌تواند مخرب باشد در صورتي كه پشتيبان گيري كافي نباشد. ارائه دهندگان ابر عموما دو روش مختلف براي اطمينان از قابليت اطمينان استفاده مي‌كنند.

رونوشت : ارائه دهندگان بزرگ خدمات ابر به طور كلي اطلاعات ذخيره شده را بر روي دستگاه‌هاي متعدد دارند. در مورد گوگل، ذخيره‌سازي ابر back-end آنها به طور معمول تقسيم به خوشه‌هاي بزرگ است ‌و به طور كامل به تكه‌هايي از 64MB شكسته مي‌شود. هر كدام از اين تكه‌هاي منحصر به فرد قابل شناسايي است و آنها در سرويس دهنده‌هاي متعدد در مراكز داده تكرار مي‌شوند. بعلاوه، اين دستگاه‌ها در منابع تغذيه مختلف اجرا مي‌شوند. به اين ترتيب، حتي اگر يكي از منابع تغذيه خراب شود، مشتريان هنوز دسترسي به داده‌هاي خود را داشته باشند.

نوسازي : بعضي ارائه دهنده‌گان خدمات همچنين از الگوريتم‌هاي نوسازي داده براي كمك به اطلاعات از دست رفته يا آسيب ديده استفاده مي‌كنند. يكي از اين الگوريتم IDA(الگوريتم پراكندگي اطلاعات) است. اين الگوريتم قادر است مجموعه كاملي از داده‌ها بسازد از بخش‌هاي متعددي از داده‌ها كه قبل از دست‌كاري تقسيم بندي مي‌شود. براي مثال، اگر داده‌ها به چهار بخش تقسيم شده باشد، اگر يك سايت نگهداري يك بخشي از اطلاعاتش از دست رفته باشد اطلاعات باز هم مي‌تواند بازسازي شود. نسبت‌هاي مختلف براي پياده سازي ممكن است. به عنوان مثال 20 بخش به 8 سايت خراب اجازه خواهد داد. اين قطعه از داده‌ها هستند معمولا در مكان‌هاي مختلف جغرافيايي براي كاهش احتمال از تمام نقاط داده‌ها كه در يك زمان از دست رفته است.

نسبت خوب هزينه به ذخيره‌سازي ويژگي ديگر ذخيره‌سازي ابر كه اشاره ارزش است. براي كاهش هزينه، بيشتر داده‌ها بايد در منابع سخت افزاري مشابه ذخيره شده باشد. يكي از راه‌هاي متداول براي انجام اين كار استفاده از الگوريتم‌هاي كاهش داده به منظور كاهش منابع داده است. به ويژه دو روش مختلف براي اين كار وجود دارد: فشرده‌سازي- رمزگذاري داده‌ها در نمايش اقتصادي بيشتر براي دستيابي به كاهش داده، دوباره تكراري-  هرگونه كپي مشابه از داده‌هاي يافت شده از طريق اسكن امضاء را حذف كند.

سطح بالايي از امنيت براي ذخيره‌سازي ابر ضروري هستند، به طور خاص،  موقعي كه داده‌هاي حساس بر روي ابر را ذخيره مي‌كنيم. اين موضوع در پنج بخش بحث خواهد شد.

3.3  نگراني‌هايي درباره ذخيره‌سازي ابر

يكپارچه سازي فن‌آوري محاسبات ابري به زيرساخت‌هاي موجود IT و عملكرد و تاخير ذخيره‌سازي ابر دو نگراني خاص ذخيره‌سازي ابر هستند.

3.3.1  يكپارچه‌سازي

قبل از استفاده از ذخيره‌سازي ابر، يك سازمان نياز به يكپارچه كردن ذخيره‌سازي ابر داخل موجود در گردش كار يا اشكال ديگري از امكانات ذخيره‌ساز آفلاين خواهد داشت. واقعيت اين فايل سرويس دهنده‌هاي طبيعي است و سرويس دهنده‌هاي ذخيره‌سازي ابر از پروتكل‌هاي شبيه دسترسي فايل استفاده نمي‌كنند. سرويس دهنده‌ها براي دسترسي به ذخيره‌سازي از بلوك پروتكل‌ها استفاده مي‌كنند، اما سرويس دهنده‌هاي ذخيره‌سازي ابر عموما دسترسي به پروتكل‌هاي وب را فراهم مي‌كنند، نظير متكي بر REST،API متكي بر SOAP             API كه رابط‌هاي برنامه كاربردي طراحي شده در بالا از پروتكل HTTP براي فراهم كردن دسترسي با راندمان بهتر است. هر يك از ارائه دهندگان اصلي مجموعه جداگانه‌اي از رابط‌هاي برنامه كاربردي هستند كه مسوليت رسيدگي به عمليات را دارند. اين چيزها را كمي پيچيده مي‌كند. سازمان‌هاي كامل عموما ذخيره فايل‌هاي موجود پيچيده‌تري دارند. مقدار قابل توجهي از زمان، پول و توجه به يكپارچه كردن استفاده از ذخيره‌سازي ابر داخل موجود در گردش كار بايد صرف شود. از سوي ديگر، يك سازمان جوان با زيرساخت‌هاي كمتر پيچيده با اين مشكل روبرو نخواهد شد چرا كه قطعا آن ساده‌تر خواهد شد به يكپارچه سازي ذخيره ابر به يك گردش كار كه هنوز توسعه نيافته است.

3.3.2 عملكرد و ركود

ذخيره‌سازي ابر ممكنه به وسيله سازمان‌هايي براي پشتيبان‌گيري دوره‌اي از حجم انبوهي از داده‌ها استفاده شود. اين عمليات پشتيبان‌گيري از ارسال اطلاعات به يك مكان جغرافيايي دور درگير خواهد شد. اين به ناچار آهسته‌ تر در مقايسه با راه حل‌هاي ذخيره‌سازي آفلاين است. در حالي كه ذخيره‌سازي ابر راحت تر به استفاده است، بلافاصله براي سازمان‌ها مقياس‌پذير و قابل اطمينان است. اما متاسفانه سرعت عاقلانه آن هنوز در پشت راه حل‌هاي ذخيره‌سازي آفلاين به دنبال كشيده شده است. به طور كلي، ذخيره‌سازي ابر امروز عملكرد را كمتر هدف قرار داده و خواستار عمليات است. سازمان‌ها بايد به طور كلي عمليات داشتن يك نياز سخت براي عملكرد در خارج از ذخيره‌سازي ابر را ترك كنند. اين خدمات عبارتند از معاملات در زمان واقعي در بانك به عنوان مثال.

3.4 سرويس‌دهنده‌هاي ذخيره‌سازي ابر

در اين بخش، ما در برخي از نمونه‌هايي از خدمات ذخيره‌سازي ابر نگاه خواهيم كرد. با خدماتي از آمازون. در اينجا برخي از خدماتي كه AWS عرضه مي‌كند.

3.4.1 سيستم انسداد قابل ارتجاع آمازون EBS

سيستم انسداد قابل ارتجاع آمازون، به EBS آمازون اشاره مي‌كند، به شما اجازه مي‌دهد حجم‌هاي ذخيره‌سازي مختلف از 1GB تا 1TB بر روي نمونه EC2 ضميمه كنيد. يكي از مهم‌ترين ويژگي‌هايي كه EBS دارد عملكرد گزارش ويژه آن است. گزارشهاي ويژه، به عنوان نام مفهومي به شما اجازه ذخيره وضعيت فعلي EBS را مي‌دهد، به شما اجازه براي بازگرداندن داده‌ها را مي‌دهد، و يا داده‌ها را به راحتي تكرار كنيد. اكر دسترسي به داده، از جمله گزارش‌هاي ويژه نيز مي‌توانند با كاربران ديگر به اشتراك گذاشته شوند، به كاربران ديگر اجازه دسترسي  به اساس همان EBS خود را مي‌دهد، ساختن با همكاري بسيار ساده‌تر. كاربران جديد با 30GB ذخيره‌سازي EBS ارائه شده، 2 ميليون ورودي و خروجي و 1GB از گزارش‌هاي ويژه براي هر ماه به مدت يك سال ذخيره‌سازي كنند.

3.4.2 سرويس‌دهنده ذخيره‌سازي ساده آمازون S3

سرويس‌دهنده ذخيره‌سازي ساده آمازون S3،  يا بيشتر كه معمولا به عنوان S3 شناخته شده، اشاره به ذخيره‌سازي كه آمازون براي كاربران فراهم مي‌كند دارد. اين ذخيره‌سازي معمولا به ظرف‌ها اشاره دارد. S3  به شما اجازه مي‌دهد تا اشياء بي‌شماري از هر كدام تا اندازه 5TB ذخيره كنيد. اين به طور عمده براي ذخيره داده‌هاي شما و در كنار كاركرد EC2 يا خدمات ديگر مورد استفاده قرار مي‌گيرد. براي اطمينان از دوام و يا قابليت اطمينان، S3 داده‌هاي ارائه شده توسط شما را در امكانات متعدد در منطقه انتخابي شما براي اطمينان كه داده‌هاي شما امن و قابل بازيابي است كپي مي‌كند. آمازون همچنين يك كتابخانه مشتري رمزنگاري شده S3 آمازون ارائه كرده است تا شما بتوانيد اطلاعاتتان را به دلايل امنيتي رمزنگاري كنيد. گزينه‌هاي اضافي، كاهش افزونگي ذخيره‌سازي ناميده مي‌شوند تلاش براي كاهش هزينه‌هاي بيشتر با تكرار داده‌ها در مكان‌هاي كمتر است. اما، اين گزينه‌ها براي داده‌هاي كم اهميت‌تر است، در وضعيت مخاطره آميز كمتري در مقايسه با خود S3 است. براي كاربران جديد، آنها 5GB فضاي ذخيره‌سازي S3 آمازون در نظر مي‌گيرند، 20000 دريافت درخواست، 2000 درخواست قرار مي‌گيرد و 15GB از انتقال اطلاعات هر ماه براي يك سال خارج مي‌شوند.

3.4.3 واردات و صادرات آمازون

واردات و صادرات آمازون يكي از خدمات ارائه شده آمازون است، جايي كه ممكن است بفرستيد يك دستگاه ذخيره‌سازي به آدرسي كه به شما مي‌دهند به طوري كه آنها مي‌توانند به طور مستقيم حجم زيادي از اطلاعات را به داخل دستگاه ذخيره‌سازي شما به داخل و يا خارج از S3 و يا EBS انتقال دهند. نظير انتقال مستقيم بسيار سريعتر است از اينكه از طريق اينترنت، هر چند كه ممكن است هزينه بيشتري با توجه به هزينه‌هاي حمل و نقل پرداخت شود. بعد از آن شما ممكن است به سرعت به دست آوريد داده‌هاي مورد نيازي كه شما ممكن است نياز به بازيابي برخي از آنها داشته باشيد، و يا با ديگر همكاران كسب وكار به اشتراك بگذاريد.

3.4.4 دروازه ذخيره‌سازي آمازون

اخيرا، دروازه ذخيره‌سازي آمازون هنوز در مرحله تست آزمايشي است. اما، اين ويژگي به شما اجازه مي‌دهد داده‌هايتان را از ذخيره‌سازي منطقي بر روي S3 براي اطمينان از در دسترس بودن و دوام آن انتقال دهيد. براي كارآمد ساختن بيشتر چيزها، اين داده‌ها به عنوان گزارش‌هاي ويژه EBS در S3 ذخيره شده است، به شما اجازه مي‌دهد به آساني گزارش‌هاي ويژه با تكرار EBS و دستورات EC2 براي اضافه كردن ذخيره‌سازي EBS را بازيابي كنيد. سرعت انقال داده‌ها مي‌تواند با پيشرفت بيشتر با انتقال مستقيم AWS باشد جايي كه يك ارتباط خصوصي بين شما و AWS فقط براي انتقال فايل‌ها ايجاد شده است.

3.4.5 ساير ارائه‌دهنده‌هاي ذخيره‌ ابر

برخي از ارائه دهندگان مشهور ذخيره ابر شامل مي‌شوند مايكروسافت، JustCloud، ZipCloud و livedrive. ارائه دهندگاني  كه من دارم اشاره مي‌كنم كمي متفاوت است از چيزي كه كاربر ممكن است بخواهد، به راحتي برخي از فايل‌هايتان را روي هاردديسك در ابر ذخيره كنيد. اين ارائه دهندگان به ما اجازه  دسترسي به فايل‌ها به وسيله روش‌هايي كه  در سايت‌ها يا توسعه دهندگان وب مي‌تواند استفاده ‌شود را بدهد. كاربران جديد ممكن است با ابر آشنايي نداشته باشند و ممكن است بخواهند قبل از پيوستن به جامعه ابر آن را آزمايش كنند. در اين صورت، ما خدمات وب آمازون را توصيه مي‌كنيم، كه هر دو كاربر پسند است، يك سال با استفاده رايگان محدود، و همچنين ويژگي‌هاي زيادي كه به شما براي راه اندازي آن كمك مي‌كند.