فناوری Qtier یا auto tiering کیونپ qnap
در کسب و کار امروزی که مبتنی بر داده ها هستند، معماری ذخیرهسازی با دو چالش اصلی روبرو است: از یک سو، مجازیسازی (VDI/VM) و پایگاههای داده به IOPS بسیار بالایی نیاز دارند، در حالی که از سوی دیگر، دادههای حجیم به فضای ذخیرهسازی کمهزینه و با ظرفیت بالا نیاز دارند. لذا استفاده از فناوری Qtier (Auto-Tiering) کیونپ، راهحل اصلی این معضل است.
1. فناوری Qtier دقیقا چیست؟ آیا ترکیبی از SSD ها و HDD ها می باشد؟
به عبارت ساده: بله. Qtier انواع مختلف رسانه های ذخیره سازی (مانند SATA SSD، HDD) را در یک “Pool (Storage Pool)” واحد ادغام میکند.
با این حال، برخلاف فضاهای ذخیرهسازی یکپارچهی معمول، Qtier مجموعهای از «سیستمهای ذخیرهسازی خودکار در سطح بلاک» را در داخل مخزن یا Pool ایجاد میکند. اما کاربران، فقط یک ظرفیت ذخیرهسازی حجیم و بزرگ را مشاهده خواهند کرد و نیازی به تصمیمگیری دستی برای محل قرارگیری فایلها نخواهند داشت. در همین حال، در بخش مدیریت، Qtier بهطور خودکار استقرار لایهای را بر اساس فرکانس دسترسی (Hot) دادهها تکمیل میکند.
مزایای فعالسازی Qtier برای کاربران چیست؟
- بهینهسازی سرعت دادهها: با متمرکز کردن دادههای پر استفاده یا Hot (مانند هستههای ماشین مجازی و data index libraries) در لایه SSD، سیستم میتواند تأخیر را هنگام مدیریت ورودی/خروجی تصادفی به میزان قابل توجهی کاهش دهد. اگرچه پردازش دادههای لایه کم استفاده یا Cold هنوز توسط سرعت انتقال فیزیکی HDD محدود است، اما کاربران متوجه بهبود سرعت بسیار واضحی برای عملیات های روزانه مکرر شامل «سرویسهای سیستم و فایلهای کوچک» خواهند شد.
- بهینهسازی پیکربندی طول عمر درایوهای هارد دیسک: Qtier قابلیت تشخیص الگوهای ورودی/خروجی را دارد و امکان نوشتنهای کوچک و تکهتکه شده با بار زیاد را به SSD هدایت میکند و فرسایش مکانیکی روی هدهای مغناطیسی HDD ناشی از عملیات خواندن/نوشتن تصادفی مکرر را کاهش میدهد. در همین حال، حسگر هوشمند به جلوگیری از نوشته شدن دادههای کم استفاده یا Cold روی حافظه SSD کمک میکند و تخصیص کارآمدتر چرخههای پاک کردن/نوشتن SSD (چرخه P/E) را امکانپذیر میسازد.
- تعادل بهینه بین بودجه و ظرفیت: در مقایسه با ساخت یک معماری تمام فلش بسیار گرانقیمت، Qtier به کاربران این امکان را میدهد که تنها حدود ۱۰ تا ۲۰ درصد از تخصیص SSD را برای بهینهسازی «عملکرد دسترسی تصادفی» کلی storage pool سرمایهگذاری کنند، در حالی که از مزیت هزینه ذخیرهسازی با ظرفیت بالا که توسط ردیف HDD ارائه میشود نیز بهرهمند میشوند.
۲. ساختار اصلی فناوری : تفاوتهای استراتژیک بین Qtier و SSD Cache
این رایج ترین معضلی است که کاربران هنگام استفاده از یک ذخیره ساز NAS با آن مواجه میشوند. انتخاب مکانیزم شتابدهی مناسب برای بهینهسازی کارایی ورودی/خروجی برای مدیران فنی حرفهای بسیار مهم است.
تفاوت اساسی بین این دو فناوری در «محل قرارگیری ساختار ذخیرهسازی داده ها» نهفته است:
- فناوری SSD Cache “شتاب ذخیرهسازی موقت”: در این فناوری موجودیت داده یا اصل داده ها در لایه HDD ذخیره میشود. هنگامی که سیستم دسترسی مکرر را تشخیص میدهد، یک نسخه را برای دسترسی بهتر و سریع تر کاربر در SSD “کپی” میکند. در این فناوری فضای SSD جزو ظرفیت کل محسوب نمیشود.
- فناوری Qtier بر پایه انتقال هوشمند داده های در بین هارد دیسک ها و SSD ها پایه گذاری شده. داده های بر اساس میزان درخواست و استفاده در دیسک مناسب ذخیره می شوند. درایوهای SSD بر خلاف Cache داده ها را ذخیره می کنند و فضای ذخیره سازی آنها در مجموع فضای ذخیره سازی دستگاه محاسبه می شود.
فناوری Qtier یا auto tiering کیونپ qnap
مقایسه ساختار ذخیره سازی
۳. معماری ذخیرهسازی ترکیبی و مکانیزم مهاجرت دادهها
برای بازار فعلی، ما ترکیبی از SATA SSD + HDD با عملکرد بالا و هزینه پایین را توصیه میکنیم. اگر تقاضای ورودی/خروجی بسیار بالایی وجود دارد، میتوان NVMe SSD را به عنوان یک ردیف فوق سریع اضافه کرد.
مکانیسم لایه بندی
۴. مکانیسم تحمل خطا و عملیات نگهداری: تضمین امنیت موجودیت دادهها
از آنجایی که Qtier دادههای واقعی را ذخیره میکند، امنیت RAID هر لایه را نمیتوان نادیده گرفت. در زیر تحلیلی از سناریوهای خرابی معمول تحت معماری (RAID 1 SSD + RAID 6 HDD) ارائه شده است:
| سناریوی شکست | رفتار سیستم | تأثیر دادهها |
|---|---|---|
| خرابی تک دیسک لایه SSD (RAID 1) | آرایه در حالت تخریبشده عمل میکند، هشدار سیستم صادر میشود. | بدون از دست دادن اطلاعات، برای بازیابی، SSD را تعویض کنید. |
| خرابی دو دیسک در لایه SSD (RAID 1) | استخر وارد حالت آفلاین میشود. | دادههای این لایه از بین رفته است، نیاز به بازسازی و بازیابی نسخه پشتیبان دارد. |
| خرابی تک دیسک لایه HDD (RAID 6) | آرایه در حالت تخریبشده عمل میکند، اما عملکرد آن حفظ میشود. | بدون از دست دادن اطلاعات، برای بازیابی نیاز به تعویض دیسک است. |
| خرابی دو دیسک در لایه HDD (RAID 6) | آرایه در حالت تخریبشده عمل میکند، اما عملکرد آن حفظ میشود. | بدون از دست دادن داده، RAID 6 از تحمل خطای دو دیسک پشتیبانی میکند. |
| خرابی سه دیسک در لایه HDD (RAID 6) | استخر وارد وضعیت آفلاین میشود. | خطر از دست رفتن دادهها، خدمات بازیابی حرفهای مورد نیاز است. |
تنظیمات پیشنهادی و اقدامات تکمیلی
- فعال کردن سیستم دیسک یدکی (Hot Spare): بازسازی خودکار در صورت خرابی، کوتاه کردن بازه ریسک عملکرد ضعیف.
- محافظت در برابر فضای رزرو شده (تأمین بیش از حد): توصیه میشود در طول راهاندازی، 10 تا 20 درصد از فضا را برای لایه SSD رزرو کنید. این کار میتواند به طور قابل توجهی تقویت نوشتن را کاهش داده و طول عمر SSD را افزایش دهد.
- تحلیلگر درایو DA: با استفاده از هوش مصنوعی برای پیشبینی طول عمر هارد دیسک، میتوان قبل از وقوع خرابی، تعویض را انجام داد.
- اصل پشتیبانگیری ۳-۲-۱-۱-۰: برای اطمینان از امنیت دادهها، از Hybrid Backup Sync 3 (HBS 3) برای پشتیبانگیری خارج از سایت استفاده کنید.
سرمایهگذاری هوشمندانهتر: استفاده از سختافزار برای بهرهوری سازمانی
در عمل، ما نمیتوانیم نسبت هزینه به عملکرد هارد دیسکها را فدای سرعت کنیم، اما نمیخواهیم صرفاً برای صرفهجویی در هزینه، کارایی کار را نیز به خطر بیندازیم. وجود Qtier به معنای جایگزینی آرایههای تمام فلش نیست، بلکه برای حل معضل بین «بودجه و الزامات» است.
