سامانه‌های ذخیره‌سازی داده که در دنیای تکنولوژی تحت عنوان SAN Storage شناخته می‌شوند، قابلیت‌های ویژه‌ای را دارا می‌باشند که باعث تمایز آنها نسبت به سامانه‌های ذخیره‌سازی مبتنی بر سرور (DAS) می‌گردند. یکی از مهمترین این ویژگی‌ها، توانایی آنها در ذخیره و بازیابی بسیار سریع اطلاعات می‌باشد. در حال حاضر و با توجه به افزایش تولید داده‌های دیجیتال و روند صعودی میزان دسترسی به این داده‌ها، توانایی در پاسخگویی بسیار سریع و مطمئن به ذخیره داده‌های کاربران، یکی از مهمترین نیازهای دنیای ذخیره‌سازی امروز به شمار می‌رود.

پارامترهای سنجش کارایی در سامانه‌های ذخیره‌سازی

همانطور که بیان شد، یکی از پارامترهای اصلی سامانه‌های ذخیره‌سازی داده‌ها (SAN Storage)، کارایی بسیار بالای این سامانه‌ها در مقایسه با دخیره‌ساز‌های مبتنی بر سرور و یا DASها می‌باشد. کارایی یک SAN با استفاده از پارامترهای مختلفی سنجیده می‌شود تا قابلیت مقایسه سامانه‌های مختلف با یکدیگر فراهم شود. مهمترین پارامترهای سنجش کارایی یک سامانه ذخیره‌سازی داده شامل موارد ذیل می‌باشند:

گذردهی (پهنای باند)
یکی از مهم‌ترین و اساسی‌ترین مشخصه کارایی یک سامانه ذخیره‌سازی، میزان گذردهی (Bandwidth) آن می‌باشد. در حالت کلی پهنای باند یک SAN Storage نشان می‌دهد که در واحد زمان (معمولاً ثانیه) چه حجمی از اطلاعات را می‌توان از سامانه دخیره‌ساز خواند و یا نوشت. این معیار که معمولاً با واحد MB/s یا GB/s گزارش می‌شود، توانایی یک SAN Storage را در حجم داده‌ای که می‌تواند در پاسخگویی به درخواست‌های پشت سرهم ارائه کند، نشان می‌دهد. باید به این نکته توجه داشت که پهنای باندی که در یک سامانه ذخیره‌سازی گزارش می‌شود، تنها وابسته به پهنای باند ارائه‌شده توسط زیرسامانه دیسک‌ها نمی‌باشد؛ بلکه کلیه مسیرهای ارتباطی داخلی سامانه (به‌ عنوان‌ مثال واسط بین زیرسامانه دیسک‌ها و کنترلر درخواست‌ها) و همچنین مسیرهای ارتباطی خارجی سامانه (نظیر کابل ارتباطی بین سامانه و سرور میزبان) همگی در پهنای باند به‌دست‌آمده دخالت دارند. بهترین پهنای باندی که می‌توان از یک سامانه ذخیره‌سازی و به خصوص سامانه مبتنی بر دیسک سخت به دست آورد برای زمانی است که درخواست‌ها به صورت متوالی و با اندازه نسبتاً بزرگ به سامانه ارسال شود (نمونه این درخواست‌ها را می‌توان در برنامه‌های چندرسانه‌ای یافت). معمولاً پهنای باند گزارش شده برای یک سامانه دخیره‌ساز مبتنی بر شبکه (SAN Storage) برابر با حداکثر میزان داده‌ای است که توسط سامانه در بهترین شرایط ارائه می‌گردد. بنابراین درصورتی‌که درخواست‌های ارسالی به سامانه طوری باشد که مدت‌ زمان قابل‌ توجهی برای جستجوی داده داخل زیرسامانه دیسک‌ها موردنیاز باشد، در این صورت پهنای باند ضعیفی گزارش می‌شود که در واقع پهنای باند اصلی سامانه نبوده و توانایی کامل سامانه را مشخص نمی‌سازد. به همین دلیل تولیدکنندگان اجزای ذخیره‌سازی داده اعم از دیسک‌های سخت و حالت‌جامد و همچنین تولیدکنندگان سامانه‌های ذخیره‌سازی داده، حداکثر پهنای باند سامانه ارائه‌شده را برای درخواست‌های متوالی با اندازه‌های نسبتاً بزرگ (یک الی چهار مگابایت) ارائه می‌کنند.
بیشتر بدانید

مشخصات فیزیکی دیسک‌های سخت به نحوی است که باعث می‌شود خواندن و یا نوشتن در این دیسک‌ها کند باشد. برای یک کاربر عادی که از رایانه خانگی استفاده می‌کند و به‌ عبارت‌دیگر تنها کسی است که با دیسک سخت موجود در سیستم در ارتباط است، میزان کارایی و گذردهی (هرچند کند) اهمیتی نداشته و علاوه بر اینکه چشمگیر نیست نمی‌تواند مسئله‌ساز باشد و هدف اصلی نیست. اما از طرفی دیگر، سامانه‌های ذخیره‌سازی که در خدمت چندین سرور و کاربر با هدف اجرای برنامه‌هایی با کارایی بالا هستند، انتظار بهترین کارایی وجود دارد. درنتیجه مهم‌ترین هدف یک تولیدکننده سامانه ذخیره‌سازی، بالا بردن میزان کارایی برای پاسخگوی به نیاز کاربران می‌باشد. دیسک‌های سخت به‌عنوان اصلی‌ترین اجزای نگهداری اطلاعات در سامانه‌های ذخیره‌سازی دارای کارایی پایین می‌باشند. این کمبود و کاهش کارایی زمانی چشمگیر می‌شود که تعداد درخواست‌ها به بخش ذخیره‌سازی زیاد و حتی به‌صورت رگباری باشد. بنابراین طراحی سامانه‌های ذخیره‌سازی باید به‌گونه‌ای باشد که اولاٌ بتواند کارایی پایین دیسک‌های سخت را پنهان کند و ثانیاٌ با ارائه‌ی یک معماری و طراحی مناسب متشکل از دیسک‌های سخت بهترین کارایی (که قابل دریافت از یک دیسک به تنهایی نیست) را دریافت نماید. یک دیسک سخت در حالت ایده‌آل پهنای باندی معادل با 200 مگابایت در ثانیه (200 MB/s) را ارائه می‌دهد. در حالی که در کاربردهای تجاری و مراکز داده پهنای باند دریافتی توسط یک سامانه ذخیره‌ساز می‌تواند از 100 گیگابایت بر ثانیه (100 GB/s) نیز فراتر رود. بنابراین به تنهایی و با قرار دادن تعداد زیاد دیسک کنار یکدیگر نمی‌توان هم به پهنای باند بالا و هم به قابلیت اطمینان بالا دست یافت. بنابراین پاسخگویی به حجم عظیم اطلاعات و دستیابی بدون وقفه به آنها به تنهایی و با استفاده از تعداد زیاد دیسک در کنار یکدیگر، امکان‌پذیر نمی‌باشد و نیازمند استفاده از سخت‌افزارهای اضافی و راهکاری ذخیره‌سازی در قالب SAN Storage می‌باشد.

درخواست در واحد زمان (IOPS)
علاوه بر میزان گذردهی بالا که به‌عنوان یکی از مؤلفه‌های اصلی سامانه‌های ذخیره‌سازی داده شناخته‌شده‌است، پارامتر دیگری تحت عنوان تعداد تراکنش که معادل با تعداد عملیات ورودی/خروجی در واحد ثانیه (IOPS) می‌باشد، وجود دارد. این پارامتر مشخص می‌کند که یک SAN Storage قادر به پاسخگویی به چه تعداد درخواست در واحد زمان (ثانیه) می‌باشد. این مؤلفه به‌طور مستقیم با اندازه و ماهیت درخواست‌های ارسالی به سامانه رابطه دارد. در یک دیسک سخت هرچه اندازه درخواست کوچک‌تر باشد و ماهیت تصادفی (آدرس‌های تصادفی) داشته‌باشد، تعداد درخواست‌هایی که قادر به پاسخگویی به آنها می‌باشد، کاهش می‌یابد (که علت اصلی آن نیز ماهیت مکانیکی دیسک‌های سخت می‌باشد). یک دیسک سخت در حالت ایده‌آل قادر است در هر ثانیه حدود 200 الی 300 درخواست تصادفی (درخواست‌های با اندازه کوچک و آدرس تصادفی) را پاسخ دهد. یکی از راهکارهای افزایش کارایی و سرعت در خواندن و نوشتن اطلاعات، استفاده از کنترلرهای RAID می‌باشد که امکان افزایش کارایی و قابلیت اطمینان را در رده‌های مختلف فراهم می‌آورد. گرچه میزان کارایی در استفاده از کنترلرهای RAID در مقایسه با زمانی که از این کنترلرها استفاده نمی‌شود، افزایش می‌یابد، اما با این وجود، ابن میزان افزایش کارایی پاسخگوی حجم زیاد درخواست‌ها در کاربردهای اساسی نمی‌باشد. این در حالی است که بسیاری از دخیره‌سازهای مبتنی بر سرور (DAS) از کنترلرهای RAID بدین منظور استفاده می‌کنند که نهایتاً قادر هستند تا میزان پاسخگویی به درخواست‌ها در واحد زمان (IOPS) را 200 الی 400 واحد افزایش دهند. به عنوان مثال یک دیسک معمولی (RPM=7200) دارای پارامتر IOPS برابر با 200 می‌باشد و در صورت استفاده از کنترلر RAID این پارامتر نهایتاً تا 500 الی 600 واحد افزایش خواهد یافت. این در حالی است که بسیاری از نیازمندی‌های دنیای تکنولوژی فعلی مخصوصاً در بانک‌ها و شبکه‌های اجتماعی گستره تعداد درخواست‌های دریافتی در واحد زمان به 30 الی 50 هزار (30000-50000) می‌رسد. امروزه بهترین معماری‌های به کار رفته در سامانه‌های ذخیره‌سازی، از حافظه‌های نهان برای افزایش کارایی استفاده می‌کنند.
بیشتر بدانید

معیار IOPS بسته به‌اندازه درخواست‌های خواندن و نوشتن که به سامانه ارسال می‌شود، مقادیر مختلفی را می‌تواند دربرگیرد و بیشترین مقدار آن برای زمانی است که اندازه درخواست کوچک باشد. از طرف دیگر مدت‌زمان جستجوی داده در زیرسامانه دیسک‌ها در این معیار دخیل است. بنابراین در زمان اندازه‌گیری این پارامتر، درخواست‌های ارسالی به سامانه مربوط به آدرس‌های تصادفی هستند. همان‌طور که به این نکته اشاره شد، تأخیر یا مدت‌زمان پاسخگویی به درخواست‌ها در زمان گزارش معیار IOPS دخالت دارند و درصورتی‌ که میزان تأخیر در پاسخگویی به درخواست‌ها بالا باشد، باوجوداینکه IOPS بالایی گزارش می‌شود، این گزارش کارایی، معتبر نبوده و نشان‌گر کارایی اصلی یک SAN Storage نمی‌باشد. آنچه که اهمیت دارد و نشان‌گر کارایی بالای سامانه است، برای زمانی است که IOPS بالا و همچنین مدت‌زمان پاسخ به درخواست‌های کوتاه از سامانه به دست آید. در نهایت، معیار IOPS برای بارهای کاری با درخواست‌های اندازه کوچک (4 و 8 کیلوبایت) و دارای دسترسی به آدرس‌های تصادفی اندازه‌گیری و گزارش می‌شود. در ادامه جدولی ارائه شده‌است که نتایج حاصل از اجرای آزمون‌هایی بر روی یک دیسک سخت است و اهمیت این موضوع را بیشتر مشخص می‌کند.

IOPS زمان پاسخ (ms) درصد درخواست‌های خواندن درصد درخواست‌های متوالی اندازه درخواست (KB) ردیف
29736 0 100 100 4 1
236 4.2 100 60 4 2
140 7.1 100 30 4 3
100 10 100 0 4 4
293 3.4 60 100 4 5
168 5.9 30 100 4 6
7658 0.1 100 100 16 7
210 4.7 100 60 16 8
130 7.7 100 30 16 9
98 10.1 100 0 16 10
متوسط زمان پاسخ به درخواست (تأخیر)
معیار متوسط زمان پاسخ به درخواست‌ها با واحد میلی‌ثانیه (ms) گزارش می‌شود. متوسط زمان پاسخ به یک درخواست در واقع مجموع مدت‌ زمانی است که یک درخواست به سامانه دخیره‌ساز (SAN Storage) ارسال می‌شود و در صف درخواست‌ها قرار می‌گیرد و در نهایت به آن سرویس داده می‌شود. نکته مهم در رابطه با متوسط زمان پاسخ (یا همان تأخیر) به درخواست‌ها که بیشتر در درخواست‌های تصادفی به چشم می‌خورد این است که این مقدار نباید از مقدار مجاز بیشتر شود. درصورتی‌که مقدار زمان پاسخ به درخواست‌ها توسط بخش ذخیره‌سازی از حدود استاندارد بیشتر شود، ممکن است توسط سامانه سرویس‌گیرنده به‌صورت عدم پاسخگویی تلقی شده و خطا محسوب شود. متوسط زمان پاسخ در واقع رابطه مستقیم با تعداد درخواست‌هایی که در صف سامانه برای پاسخگویی قرار می‌گیرند، دارد. درصورتی‌که طول صف سامانه افزایش یابد به همان میزان نیز متوسط زمان پاسخگویی به درخواست‌ها نیز افزایش‌ می‌یابد و در صورت بیش‌ازحد شدن این تأخیر موجب نارضایتی کاربر در پاسخ به درخواست‌ها می‌شود.
آدرس
تهران، خیابان آزادی، بلوار شهید اکبری، خیابان شهید قاسمی، کوی گلستان، پلاک 3
+98 (21) 66029164
info@hpds.ir

پشتیبانی