ما هي شبكة التخزين (SAN)؟

قد لا توفر ذاكرة الكمبيوتر وموارد التخزين المحلية سعة تخزين كافية، أو حماية للتخزين، أو وصول متعدد المستخدمين، أو سرعة وأداء لتطبيقات المؤسسات. لذلك، تستخدم معظم المؤسسات شكلًا من أشكال شبكات التخزين (SAN) بالإضافة إلى التخزين المتصل بالشبكة (NAS) لتحسين الكفاءة وإدارة البيانات بشكل أفضل.

تقليديًا، كان بإمكان عدد محدود فقط من أجهزة التخزين الاتصال بخادم، مما يحد من سعة تخزين الشبكة. ومع ذلك، فإن شبكة التخزين (SAN) تقدم مرونة في الشبكات تمكن خادمًا واحدًا، أو العديد من الخوادم غير المتجانسة عبر مراكز بيانات متعددة، من مشاركة أداة تخزين مشتركة. تلغي SAN الاتصال المخصص التقليدي بين خادم ملفات الشبكة والتخزين—ومفهوم أن الخادم يمتلك ويدير أجهزة التخزين فعليًا—مما يزيل اختناقات عرض النطاق الترددي. كما تقضي SAN على نقاط الفشل الفردية لتعزيز موثوقية وتوافر التخزين.

يُعدّ نظام شبكة التخزين (SAN) الأمثل أيضًا للتعافي من الكوارث (DR) لأن الشبكة قد تتضمن العديد من أجهزة التخزين، بما في ذلك الأقراص والأشرطة المغناطيسية والتخزين الضوئي. وقد تكون أداة التخزين موجودة أيضًا بعيدًا عن الخوادم التي تستخدمها.

تقوم شبكة التخزين (SAN) بتحرير جهاز التخزين بحيث لا يكون على ناقل خادم معين. فهي تربط التخزين مباشرة بالشبكة، مما يجعله خارجيًا ويوزع وظيفيًا عبر المؤسسة. كما تعمل SAN على مركزية أجهزة التخزين وتجميع الخوادم، مما قد يحقق إدارة مركزية أسهل وأقل تكلفة ويقلل من التكلفة الإجمالية للملكية.

تُستخدم عادةً أنظمة التخزين على مستوى الكتل، وتسمح شبكات التخزين (SAN) لتطبيقات نقل البيانات بالعمل بشكل أفضل عن طريق إرسال البيانات مباشرة من المصدر إلى الهدف مع تدخل قليل من الخادم. ولكن يمكن للمؤسسات استخدام أي أنظمة ملفات شبكية (NFS) مناسبة لبنيتها التحتية. تسمح شبكات التخزين أيضًا لمضيفين متعددين بالوصول إلى أجهزة تخزين متعددة متصلة بنفس الشبكة في بنى شبكية جديدة. يمكن لشبكة التخزين أن تقدم هذه المزايا:

يوجد التخزين بشكل مستقل عن التطبيقات ويمكن الوصول إليه عبر مسارات متعددة لزيادة الموثوقية والتوافر وقابلية الخدمة..

شبكات التخزين تفصل وتنقل معالجة التخزين من الخوادم إلى شبكات منفصلة.

تجعل شبكات التخزين الإدارة الأبسط، وقابلية التوسع، والمرونة، والتوافر العالي ممكنة.

تحمي شبكات التخزين البيانات من الكوارث والهجمات الضارة بنسخة عن بُعد.

تعمل شبكات التخزين على تبسيط الإدارة من خلال إنشاء صور واحدة لوسائط التخزين.

تتضمن شبكة التخزين (SAN)، التي يطلق عليها أحيانًا الشبكة خلف الخوادم، بنية تحتية للاتصالات توفر وصلات فعلية وتسمح لأي جهاز بالربط عبر الشبكة من خلال عناصر مترابطة مثل المحولات والموجهات. وتُعد شبكة التخزين أيضًا امتدادًا لمفهوم ناقل التخزين. يمكّن هذا المفهوم أجهزة التخزين والخوادم من الاتصال البيني باستخدام عناصر مماثلة، مثل شبكات المنطقة المحلية (LAN) وشبكات المنطقة الواسعة (WAN). تتضمن شبكة التخزين أيضًا طبقة إدارة تنظم الاتصالات وعناصر التخزين وأنظمة الحاسوب، مما يعزز بدوره عمليات نقل البيانات القوية.

توفر شبكات التخزين الحديثة طرقًا جديدة لربط وحدات التخزين بالخوادم، مما يتيح توفرًا عاليًا وتحسينات في الأداء. وتقوم هذه الشبكات بربط مصفوفات التخزين المشتركة ومكتبات الأشرطة بالعديد من الخوادم المستخدمة بواسطة الخوادم المجمعة لأغراض تجاوز الفشل. ويمكنها تجاوز اختناقات حركة مرور الشبكة التقليدية، مما يسهل عمليات نقل البيانات المباشرة وعالية السرعة بين الخوادم وأجهزة التخزين بثلاث طرق:

مفتاح شبكة التخزين (SAN) يقع في قلب معظم شبكات مناطق التخزين. غرضه الوحيد هو نقل حركة بيانات التخزين بين الخوادم ومجموعات التخزين المشتركة. يقوم المفتاح بربط العديد من خوادم المضيفين المكونة من خوادم وأجهزة تخزين لإنشاء شبكة تخزين. يمكن استخدام بعض المفاتيح كجهاز مستقل لإنشاء نسيج شبكة تخزين بسيط. 

يمكن ربط مفاتيح أخرى ببعضها البعض لبناء نسيج شبكة تخزين أكبر. إن أنسجة شبكات التخزين عبارة عن وصلات ربط نشطة وذكية وغير مشتركة بين العديد من مفاتيح شبكات التخزين. وهي تزيد من عدد الاتصالات الممكنة في شبكة التخزين. تقوم محولات ناقل المضيف لقناة الألياف (HBA) بتوصيل المفاتيح بخوادم الملفات.

العناصر الأساسية لشبكة التخزين هي الخوادم ووحدة التخزين والبنية التحتية للشبكات.

تُعدّ البنية التحتية للخوادم السبب الكامن وراء جميع حلول شبكات التخزين (SAN)، وتشمل هذه البنية التحتية مزيجًا من منصات الخوادم المختلفة. ومع مبادرات مثل دمج الخوادم والتجارة عبر الإنترنت، يزداد الاحتياج إلى شبكات التخزين، مما يزيد من أهمية التخزين الشبكي.

يمكن أن يتكون نظام التخزين من أنظمة الأقراص وأنظمة الأشرطة. ويمكن أن يتضمن نظام الأقراص محركات أقراص ثابتة (HDD) أو محركات أقراص صلبة (SSD) أو محركات أقراص وميضية. يمكن أن يتكون نظام الأشرطة من محركات أشرطة ومحملات أشرطة تلقائية ومكتبات أشرطة.

تتكون وصلة شبكة التخزين من مكونات أجهزة وبرمجيات تعمل على ربط أجهزة التخزين والخوادم ببعضها البعض، بما في ذلك قناة الألياف. يمكن أن تشتمل الأجهزة على موزعات ومفاتيح وبوابات وموجّهات وأجهزة توجيه. أما البرمجيات فتتضمن برامج إدارة شبكة التخزين.

بروتوكول شبكة التخزين هو نوع من الاتصال الذي يحدد كيفية تواصل الأجهزة والمحولات مع بعضها البعض داخل نسيج شبكة التخزين. يمكن لشبكة التخزين استخدام بروتوكول واحد أو العديد منها. بعض الأجهزة هي أجهزة توجيه وأجهزة متعددة البروتوكولات.

توفر أجهزة التوجيه والأجهزة متعددة البروتوكولات قابلية توسع وأمانًا وإدارة محسّنة. فهي تُمكّن الأجهزة الموجودة في نسيج شبكات تخزين (SAN) منفصلة من التواصل دون دمج هذه الأنسجة في نسيج SAN كبير وموحد. واعتمادًا على الشركة المصنعة، تدعم أجهزة التوجيه والأجهزة متعددة البروتوكولات العديد من البروتوكولات، مثل بروتوكول مشاركة ملفات الخادم (SMB)، وتقدم ميزات خاصة بها مثل تقسيم المناطق. إليك قائمة بأنواع وصلات شبكات SAN:

واجهة النظام الحاسوبي الصغير على الإنترنت (iSCSI) هي بروتوكول قياسي يعتمد على بروتوكول الإنترنت لربط أجهزة تخزين البيانات عبر الشبكة ونقل البيانات عن طريق حمل أوامر SCSI عبر شبكات IP. يُمكّن استخدام بروتوكول iSCSI لشبكات SAN المستندة إلى IP العملاء من استخدام نفس تقنيات الشبكات للتخزين وإدارة التخزين وشبكات البيانات. نظرًا لأن iSCSI يستخدم بروتوكول التحكم في الإرسال/بروتوكول الإنترنت (TCP/IP)، فإن iSCSI مناسب أيضًا للتشغيل عبر أي شبكة فعلية تقريبًا.

بروتوكول قناة الألياف (FCP) هو بروتوكول أوامر SCSI التسلسلي المستخدم على شبكات قناة الألياف (FC). يوفر إنتاجية أعلى من شبكة المنطقة المحلية (LAN). إنها تقنية شبكات بسرعة الغيغابت تُستخدم بشكل أساسي لشبكات التخزين وهي البروتوكول القياسي للأنظمة المفتوحة. استُخدم FCP لأول مرة في مجال الحواسيب العملاقة، وأصبح نوع الاتصال القياسي لشبكات التخزين (SAN) في وحدات تخزين المؤسسات.

بروتوكول قناة الألياف عبر الإيثرنت (FCoE) هو بروتوكول لتوجيه حزم قناة الألياف عبر الإيثرنت. يمكن لهذا البروتوكول أن يحسن مرونة وتبسيط البنية التحتية لشبكة التخزين (SAN). وهو يحل محل حلول التبديل المخصصة لشبكات LAN و SAN بجهاز واحد يمكنه نقل كلا النوعين من البيانات: حزم بروتوكول الإنترنت وبيانات التخزين. تسمى هذه بعمليات النشر بالشبكات المتقاربة.

يُعرف بروتوكول قناة الألياف عبر IP (FCIP) أيضًا باسم نفق قناة الألياف أو نفق التخزين. تسمح هذه الطريقة بنقل معلومات قناة الألياف عبر شبكة بروتوكول الإنترنت (IP) عن طريق إنشاء نفق لها. تمتلك معظم المؤسسات بنية تحتية لبروتوكول الإنترنت (IP) موجودة بالفعل، لذلك تجد القدرة على ربط شبكات تخزين (SAN) متباعدة جغرافيًا بتكلفة منخفضة نسبيًا أمرًا جذابًا.

الذاكرة غير المتطايرة السريعة عبر قناة الألياف (FC-NVMe) تعمل على تسريع نقل البيانات بين أنظمة المؤسسات والعملاء ومحركات الأقراص ذات الحالة الصلبة (SSD) عبر ناقل المكونات الطرفية السريع (PCIe) للحاسوب.

على عكس التخزين المتصل المباشر (DAS)، يسمح التخزين القائم على الشبكة لأكثر من جهاز كمبيوتر بالوصول إليه عبر الشبكة، مما يجعله أفضل لمشاركة البيانات والتعاون. كما أن قدرته على التخزين خارج الموقع تجعله أكثر ملاءمة لعمليات النسخ الاحتياطي وحماية البيانات. ومن بين الإعدادات النموذجية للتخزين القائم على الشبكة، نجد التخزين المتصل بالشبكة (NAS) وشبكة التخزين (SAN).

غالبًا ما يكون نظام التخزين المتصل بالشبكة (NAS) جهازًا واحدًا يتكون من حاويات تخزين متكررة أو مصفوفة متكررة من الأقراص المستقلة (RAID). يمكن أن تكون شبكة التخزين (SAN) شبكة من أجهزة متعددة، بما في ذلك تخزين SSD والتخزين بالذاكرة الوميضية، والتخزين الهجين، والتخزين السحابي الهجين، وبرامج وأجهزة النسخ الاحتياطي، والتخزين السحابي. من المهم اختيار النظام المناسب الذي يلائم حالات استخدامك. إليك كيف يختلف نظام التخزين المتصل بالشبكة (NAS) ونظام شبكة التخزين (SAN):

• شبكة من أجهزة متعددة
• نظام Block Storage
• شبكة قناة ألياف
• مُحسّن لمستخدمين متعددين
• أداء أسرع
• قابل للتوسع بدرجة كبيرة
• تكلفة أعلى وإعداد معقد

• جهاز تخزين واحد أو RAID
• نظام File Storage
• شبكة TCP/IP Ethernet
• عدد مستخدمين محدود
• سرعة محدودة
• خيارات توسعة محدودة
• تكلفة أقل وإعداد سهل