ذخیره‌سازی‌ها با نام‌ها و پروتکل‌های متنوعی مانند S3، NFS، iSCSI، CIFS و غیره به سرعت پیچیدگی پیدا می‌کنند. هنگام اجرای نرم‌افزارهای SaaS یا پشته‌های تحلیلی در حال توسعه بر روی سرورهای مجازی (VPS)، انتخاب میان آبجکت استوریج، فایل استوریج و بلاک استوریج می‌تواند بدون آمادگی قبلی، به چالشی دشوار تبدیل شود.
تیم‌ها معمولا باید معیارهای کلیدی زیر را بررسی و بهترین نوع ذخیره‌سازی را متناسب با نیازهایشان انتخاب کنند:
- IOPS (عملیات ورودی/خروجی در ثانیه) سرعت پاسخ و تعداد درخواست‌های ورودی/خروجی که سیستم می‌تواند مدیریت کند.
- توان عملیاتی: حجم داده قابل انتقال در واحد زمان که برای انتقال فایل‌های بزرگ مهم است.
- نیازهای ماندگاری و دوام داده‌ها: اطمینان از حفظ داده‌ها بدون خرابی یا از دست رفتن.
هدف این است که در عین افزایش عملکرد، هزینه‌ها نیز بهینه شوند.
در این مطلب، انواع ذخیره‌سازی ابری به‌طور دقیق توضیح داده خواهند شد. به‌طور مشخص، زمان مناسب استفاده از آبجکت استوریج، دلایل تسلط بلاک استوریج بر پایگاه‌های داده و جایگاه گزینه‌های فایل استوریج در VPS هنگام نیاز به پوشه‌های اشتراکی بررسی خواهد شد. همچنین، برخی از چالش‌ها و مشکلات رایج مانند تاخیر در تامین داده‌ها، هزینه‌های پنهان انتقال خروجی و محدودیت‌های شدید مقیاس‌پذیری شناسایی شده و راهکارهایی برای جلوگیری از آن‌ها ارائه خواهد شد.
اصول ذخیره‌سازی ابری چیست؟
قبل از معرفی برترین گزینه‌ها، لازم است به معیارهایی بپردازیم که در واقع عملکرد و هزینه ذخیره‌سازی ابری را تعیین می‌کنند:
- تاخیر(Latency): مدت زمانی که از لحظه درخواست خواندن یا نوشتن تا دریافت اولین بایت داده سپری می‌شود.
- IOPS (عملیات ورودی/خروجی در ثانیه): نشان‌دهنده تعداد عملیات کوچک و تصادفی است که یک درایو قادر به انجام آن‌ها در هر ثانیه است.
- توان عملیاتی (Throughput): حجم پایدار داده‌ای است که می‌توان در هر ثانیه منتقل کرد؛ این معیار برای عملیات‌هایی مانند بکاپ گیری و پردازش رسانه اهمیت ویژه‌ای دارد.
- مقیاس‌پذیری ذخیره‌سازی (Storage scalability): میزان سهولت افزایش ظرفیت ذخیره‌سازی بدون نیاز به ارتقاء سخت‌افزاری گسترده.
- پایداری و دوام داده‌ها (Data persistence & durability): احتمال از دست رفتن داده‌ها در یک بازه زمانی مشخص؛ سرویس‌های پیشرو آبجکت استوریج معمولا سطح دوام ۹۹.۹۹۹۹۹۹۹۹ درصد (یازده ۹) یا ۹۹.۹۹۹۹۹۹ درصد (نه ۹) را هدف قرار می‌دهند.
- راحتی پروتکل(Protocol comfort): شامل APIهای سازگار با استاندارد S3، پروتکل‌های پایه‌ای مانند NFS و همچنین تلاش توسعه‌دهندگان برای پشتیبانی از پروتکل‌های اشتراک‌گذاری فایل مانند SMB/CIFS.
درک این اصول بنیادین، اصطلاحات تخصصی را به ابزارهای عملی تبدیل می‌کند که با ورود هر مدل ذخیره‌سازی به بحث، به آن‌ها مراجعه خواهیم کرد. این مفاهیم را به خاطر بسپارید تا بتوانید انتخاب‌های هوشمندانه‌تری داشته باشید.
بلاک استوریج (Block Storage)
بلاک استوریج به صورت مجازی، دیسک‌ها را به بخش‌هایی با اندازه ثابت تقسیم می‌کند که عملکردی مشابه با درایوهای محلی دارند. سیستم‌عامل این بخش‌ها را فرمت کرده و سپس پایگاه‌های داده یا ایمیج ماشین‌های مجازی می‌توانند همانند یک دیسک فیزیکی با این بلوک‌ها تعامل کنند.
موارد مناسب استفاده:
- پایگاه‌های داده OLTP با حجم بالای تراکنش که به IOPS قابل پیش‌بینی نیاز دارند.
- حجم‌های بوت (Boot Volumes) با تاخیر کم برای نمونه‌های محاسباتی.
- بافرهای تجمیع لاگ که عملکرد سریع دارند و باید در برابر ریستارت نمونه‌ها (Instances) مقاوم باشند.
محدودیت‌های کلیدی:
- مقیاس‌پذیری به افزایش حجم یا تعداد حجم‌ها محدود است و نمی‌توان تعداد نامحدودی از سطل‌ها (Buckets) ایجاد کرد.
- اسنپ‌شات‌ها (Snapshots) به صورت بومی تنها در همان منطقه (Zone) ذخیره می‌شوند، بنابراین برای محافظت در خارج از سایت نیاز به تکثیر دستی وجود دارد.
- متادیتا خارج از حجم ذخیره می‌شود که این موضوع قابلیت جستجو را نسبت به آبجکت استوریج (Object Storage) کاهش می‌دهد.
هنگام جمع‌بندی اعداد، بلاک استوریج معمولا تاخیر نوشتن کمتری ارائه می‌دهد، اما هزینه هر گیگابایت آن معمولا بالاتر است. بنابراین، هنگام مقایسه آبجکت استوریج، بلاک استوریج و فایل استوریج، توجه به این جنبه‌های مالی بسیار اهمیت دارد.
آبجکت استوریج (Object Storage)
آبجکت استوریج داده‌ها و متادیتاهای جامع را در یک namespace مسطح نگهداری می‌کنند که از طریق فراخوانی‌های REST یا SDKهای سازگار با S3 قابل دسترسی است.
چرا آبجکت استوریج برجسته است؟
- باکت‌های(bucket) تقریبا نامحدود: امکان مقیاس‌پذیری ذخیره‌سازی را بدون نیاز به پارتیشن‌بندی مجدد فراهم می‌کند.
- متادیتای سفارشی: می‌توانید فایل‌ها را با شناسه‌های پروژه یا برچسب‌های مدیریتی دلخواه علامت‌گذاری کنید تا مدیریت آن‌ها آسان‌تر شود.
- قوانین نسخه‌بندی و چرخه عمر داخلی: این ویژگی‌ها ذخیره‌سازی را برای بایگانی داده‌ها و نگهداری‌های قانونی بهینه می‌کنند.
ممکن است بپرسید چه زمانی باید به جای استفاده از حجم بلوکی مطمئن، از آبجکت استوریج بهره برد؟ در پاسخ باید بگویم، هر داده‌ای بیش از ۱۰۰ گیگابایت که کاربران به ندرت آن را تغییر می‌دهند، اما ممکن است از چند منطقه جغرافیایی به آن دسترسی داشته باشند، بهترین گزینه برای آبجکت استوریج است. نمونه‌هایی مانند دریاچه‌های بیگ دیتا، دارایی‌های وب استاتیک و مجموعه‌های آموزشی یادگیری ماشین، اغلب این روش را انتخاب می‌کنند.
فایل استوریج (File Storage)
ذخیره‌سازی فایل ساختاری سلسله‌مراتبی مشابه درایوهای اشتراکی ارائه می‌دهد. این نوع ذخیره‌سازی از طریق پروتکل‌هایی مانند NFS یا CIFS قابل اتصال است و امکان تنظیم پرمیشن‌ها را فراهم می‌کند، به‌طوری که فرآیندهای استاندارد DevOps بدون نیاز به تغییر، قابل ادامه خواهند بود.
دلایل محبوبیت فایل استوریج در میان تیم‌ها عبارتند از:
- سازگاری با برنامه‌های قدیمی Lift-and-shift که به مسیرهای مشخصی مانند /mnt/projects وابسته‌اند.
- کاربرد در خطوط پروداکشن رسانه‌ای، جایی که ویراستاران به صورت مشترک روی فایل‌ها همکاری می‌کنند.
- امکان مدیریت ساده و دقیق سهمیه‌ها (quota) بر اساس دایرکتوری‌ها.
گزینه‌های مدرن فایل استوریج در محیط VPS این قابلیت آشنا را حفظ کرده و در عین حال امکان پرداخت بر اساس رشد ظرفیت (pay‑as‑you‑grow) را فراهم می‌نمایند. با این وجود، لازم است توجه داشت که هر فراخوانی متادیتا نسبت به عملیات ورودی/خروجی بلوک خام، باعث افزایش تاخیر می‌شود. بنابراین توصیه می‌شود فایل استوریج VPS را در یک بخش شبکه اختصاصی با حداقل نوسان به کار ببرید تا بهترین عملکرد حاصل شود. به بیان دیگر، حتما قبل از استفاده، دقیق و با وسواس بررسی کنید تا بعد به مشکلات و کمبودهای عملکردی برخورد نکنید.
تفاوت‌های کلیدی: جدول مقایسه
گاهی اوقات اصطلاحات فنی می‌توانند گیج‌کننده باشند. در جدول زیر، نکات اصلی به‌صورت خلاصه و شفاف ارائه شده‌اند تا بتوانید در کمترین زمان بهترین نوع ذخیره‌سازی را انتخاب کنید. این جدول نشان می‌دهد که سه نوع اصلی ذخیره‌سازی – بلاک، آبجکت و فایل – هر کدام چه مزایایی دارند و چگونه وظایف مختلف را بهینه انجام می‌دهند:
انتخاب فضای ذخیره‌سازی مناسب برای پروژه شما
اغلب در تصمیم‌گیری درباره تطبیق ویژگی‌های بار کاری با گزینه‌های مختلف ذخیره‌سازی، سردرگمی ایجاد می‌شود. دفعه بعد که یکی از همکارانتان پرسید «کدام سطل یا حجم را باید انتخاب کنیم؟»، می‌توانید از این چک‌لیست سریع استفاده کنید:
- آیا داده‌ها تراکنشی و نیازمند تاخیر بسیار کم هستند ؟ در این صورت، بلاک استوریج بهترین انتخاب است و نباید در ظرفیت IOPS صرفه‌جویی کرد.
- آیا داده‌ها بیشتر یک‌بار نوشته شده و بارها خوانده می‌شوند؟ آبجکت استوریج مناسب‌ترین گزینه است.
- آیا چندین سرور نیاز به دسترسی همزمان به یک مجموعه فایل دارند؟ بهتر است از فایل استوریج استفاده شود تا از همگام‌سازی دستی جلوگیری شود.
- آیا حجم داده‌ها ظرف یک سال از یک ترابایت فراتر می‌رود؟ برنامه‌ریزی برای مقیاس‌پذیری ذخیره‌سازی ضروری است تا از اقدامات اضطراری و پرهزینه جلوگیری شود.
- آیا نیاز به مسیرهای حسابرسی دقیق یا رعایت مقررات مربوط به بایگانی داده‌ها وجود دارد؟ سیاست‌های نسخه‌بندی و چرخه عمر داده‌ها در آبجکت استوریج، فرایند انطباق را تسهیل می‌کنند.
- آیا برنامه شما روی VPS با الگوهای ترافیک نسبتا ثابت اجرا می‌شود؟ در این حالت، بهتر است به حجم‌های محلی و گزینه‌های فایل استوریج در VPS تکیه کنید تا هزینه‌ها بهتر پیش‌بینی شوند.
با پاسخ به این سوالات، انتخاب بین آبجکت استوریج، بلاک استوریج و فایل استوریج، به‌طور طبیعی روشن خواهد شد.
سرور اختصاصی ایران سخت افزاری است که تمام قدرت پردازشی، حافظه، پهنای باند و دیسک آن ماشین متعلق به کاربر است.
خرید سرور اختصاصی با قابلیت نصب مجازی ساز Proxmox یا ESXI و پیاده سازی استوریج پروژه شما
جمع‌بندی
انتخاب میان آبجکت استوریج، فایل استوریج و بلاک استوریج کمتر وابسته به ترندهای بازار است و بیشتر بر اساس تطبیق دقیق ابزار با نیازهای کاربردی انجام می‌شود. تعیین صحیح سطح تاخیر، توان عملیاتی و دوام داده‌ها، هر لایه ذخیره‌سازی را هدف می‌گیرد و سایر جنبه‌ها به‌طور طبیعی در جای خود قرار می‌گیرند. آینده کسب‌وکار شما با پاسخ‌های سریع‌تر، هزینه‌های بهینه‌تر و مدیریت ساده‌تر قطعا از این تصمیم هوشمندانه سپاسگزار خواهد بود.
