Exastor انباره فایل در قرن ۲۱ - (۱)

 امروزه سرویسهای جدیدی بوجود آمده اند که تقاضای روزافزونی برای محتوای دیجیتال دارند و صنعت ذخیره سازهای فایل(Storage) را دگرگون کرده اند. دو تکنولوژی مرسوم ذخیره ساز یعنی DAS، NAS و SAN از یک طرف و راه حلهای مجازی سازی قدیمی نظیر Shared SAN و NAS های بهم پیوسته نیز نمی توانند نیازهای ذخیره سازی جدید را بر آورده کنند. 

شرکت Exanet یک معماری جدید ذخیره ساز توسعه داده است که Exastor نامیده میشود. Exastor کلاس جدیدی از انباره می باشد که Virtualized Enterprise NAS نامیده میشود. این تکنولوژی هم از روش توزیع شده (distributed) و هم از روش خوشه ای (clustered) استفاده میکند و قابلیت توسعه بینهایت و کارایی خیلی بالایی دارد. علاوه بر آن از سرورهای استاندارد صنعتی و سخت افزارهای ذخیره ساز معمول استفاده میکند.

رشد روزافزون و باورنکردنی داده های دیجیتال به سرعت ادامه دارد و در این راستا به نیروی محرکه ای برای توسعه ذخیره سازها در صنعت تبدیل گردیده، اما با توجه به جریان انفجار اطلاعات توسط برنامه ها و کاربردهای جدید، محرک دیگری بر این قضیه ایجاد شد تا روشهای جدیدتری بوجود آیند. سرویسهای جدید کامپیوتری و افزایش تبدیل اطلاعات آنالوگ مثالهایی از فاز کنونی انقلاب دیجیتال هستند. با توجه به این رشد، مشتریان، مجموعه نیازهای جدیدی را تقاضا میکنند. توسط این نیازها است که تمام جنبه های ذخیره سازها تغییر میکند. از جمله آنها میتوان به میزان در دسترس بودن  (availability)، مقیاس پذیری  (scalability)، تقسیم بندی (provisioning) و مدیریت اشاره کرد. راه حلهای موجود قادر به پاسخگویی به این نیازهای جدید نمی باشند. محدودیتهای سخت افزاری و نرم افزاری راه حلهای فعلی، کاربران را مجبور میکند سیستمهایی با ظرفیت پایینتر ایجاد کنند. داده ها در فایل سیستمها و آرایه های ذخیره سازی زیادی ذخیره میشود و سخت افزارهای جدیدی خریداری میشود تا محدودیت سیستمها برطرف شود که در نتیجه آن بایستی migrationداده ها یاانتقال داده ها از یک محیط به محیط دیگری صورت گیرد. راه حل Exastor از Exanet برای ما دورنمای دیگری از چرخه انباره های بزرگ فایل پیشنهاد میکند. در ادامه مبحث مشکلات ذاتی و تاثیرات مالی راه حالهای مبتنی بر DAS، NAS و SAN توضیح داده میشود و در پایان راه حل دیگری بر اساس NAS های خوشه ای قابل توسعه (Scalable Clustered NAS) پیشنهاد میشود. 

وضعیت داده 

داده ها به شکل دیجیتال در کامپیوتر یا سایر تجهیزات الکترونیکی مسیر زندگی را در زمین آنچنان تغییر داده است که تصوری از چند سال قبل نیز غیر ممکن است. اینترنت بی سیم و سلولی، محاسبات موبایلی، محتواهای شخصی، سرویسهای مکانی و سرویسهای اجتماعی که در اوایل سال 2000 پدیدار شده اند بر اساس شعار "اینترنت در همه جا" شکل گرفته اند. در این میان جزئیات پشت سر این واقعیت دیجیتالی در قرن 21 ، تغییرات بازار بر اثر رشد داده ها و نیازهای ذخیره سازی جدیدی مشخص میشوند که بر اساس تقاضاهای جدید برای انباره های بزرگتر و سریعتر شکل میگیرند.

تقابل هارد دیسک و حافظه فلش

بر اساس مقایسه حجم بر قیمت تمام شده حافظه ها ، آمار نشان می دهد در طی 11 سال آینده حافظه های مبتنی بر فلش یا بهتر بگوییم الکترونیکی بر حافظه های دیسکی یا همان چیزی که ما به نام هارد می شناسیم پیشی می گیرد. در حقیقت پس از سال 2017 هیچ توجیه اقتصادی برای خرید هارد وجود ندارد و یکی از ابزار های جالب قرن 20 همانند پانچ کارت و نوارهای کاغذی از بین می رود.
در حال حاضر ارزش یک حجم مساوی از هر دو مدیا نشان می دهد که قیمت حافظه فلش 130 برابر گرانتر از هارد می باشد ولیکن نکته قابل توجه این است که طی یک سال قیمت هر مگابایت حافظه هارد با نرخ 44 درصد ارزانتر می شود ولی قیمت حافظه فلش با نرخ 118 درصد!!  بنابراین طی 11 سال حافظه فلش از حافظه هارد ارزانتر خواهد شد. حافظه فلش چند مزیت اساسی دارد که به محض اینکه توجیه اقتصادی نیز پیدا کند به سرعت جایگزین هارد دیسک می شود این مزایا عبارت است از حجم کوچکتر، مصرف توان کمتر، دوام بیشتر و سرعت دسترسی تصادفی بالا (Random Access Speed) .
یک تصور رایج غلط این است که چون تعداد دوره های نوشتن هر بلاک داده بر روی حافظه فلش بین 100 هزار تا یک میلیون بار می باشد، بنابراین مدیای مناسبی برای نگداری دیتا در طولانی مدت و یا کارهای حجیم I/O نمی باشد، همچنین حافظه هارد را به عنوان یک مدیای مصرفی و مستهلک نمی شناسند. یک مقایسه ساده نشان می دهد که در مورد حافظه هارد نیز این مساله وجود دارد. برای مثال یک حافظه فلش 200 گیگابایتی با سرعت نوشتن 40 مگابایت بر ثانیه طی مدت 15 سال به مقدار حداقل محدودیت تعداد نوشتن بلاکها می رسد. معادل آن یک هارد 200 گیگابایتی امروزی یک حافظه هارد 210 مگابایتی در 15 سال قبل می باشد که در حال حاضر تصور نمی شود که هنوز بر روی سیستمی وجود داشته باشد.
در حال حاضر کارایی حافظه های هارد نسبت به حافظه های فلش در زمینه سرعت خواندن و نوشتن ثابت بالاتر است. اگر بخواهیم نسبتی بدست آوریم به این نتیجه می رسیم که در حال حاضر بالاترین سرعت هارد حدود 60 مگابایت بر ثانیه است و بالاترین سرعت حافظه فلش در نوشتن حدود 23 و در خواندن حدود 30 در صد نشان می دهد. در بدترین حالت حافظه فلش از هارد 3 برابر کندتر است ولی باز آمار نشان می دهد که نرخ رشد سرعت حافظه های فلش بیشتر است در چند سال آینده از هاردها پیشی می گیرد. (لازم به ذکز است این آمار مربوط به 2 سال قبل است)

معرفی چند محصول جدید در زمینه فلش درایوها

·         به تازگی شرکت کره ای Mtron که تولید کننده محصولات SSD(Solid State Drive) می باشد محصول جدیدی به نام SLC Pro 7500 ارائه کرده است. این محصول از اینترفیس SATA II استفاده می کند و دارای سرعت نوشتن و خواندن به ترتیب 130 و 120 مگابایت بر ثانیه است!!! این شرکت با ارائه این محصول انقلابی در عرصه تولیدات SSD ایجاد کرده است. این محصول برای محیطهای Enterprise طراحی شده است و مناسب سرورها و دستگاههای ذخیره سازی می باشد، مهمترین مشخصه این محصول IOPS  (Data Input/Output Speed ) در حدود 19000 دارد سرعتی که تقریباً 65 برابر از هاردهای SAS سریعتر می باشد این سرعت در کاربردهایی با Transaction بالا کارایی را بالا می برد (همانند دیتابیس ها). همچنین این محصول نسبت به هاردها 65 درصد توان کمتری مصرف می کند و در آینده ای نزدیک در حجم های از 32 تا 128 گیگابایت و در اندازه های 2.5 تا 3.5 اینچ عرضه می شود. لازم به ذکر است در حال حاضر بهترین سرعت هاردهای ارائه شده SAS در حد 116 مگابایت بر ثانیه است با این تفاسیر مشکل سرعت محصولات SSD حل شده است و فقط بحث های مربوط به حجم و قیمت تمام شده باقی می ماند. در مورد قیمت، این شرکت معتقد است با توجه به توان کمتری که این محصول استفاده می کند، در مجموع مقرون به صرفه است. مصرف این محصول حدود 2.1 وات است در حالیکه مصرف یک هارد با تعداد دور 15KRPM حدود 10 تا 15 وات است. در حال حاضر قیمت این محصول مشخص نشده است ولی به نظر می رسد حدود 1500 دلار باشد.

·         امروزه یکی از موارد استفاده از فلش درایو در دوربینها می باشد چه در زمینه محصولات خانگی و چه در زمینه محصولات برودکست. البته چند محصولی نیز از هارد استفاده می کنند ولی همانطور که توضیح داده شد آینده با حافظه فلش می باشد. مهمترین خصوصیتی که درباره دوربینها خیلی مفید است، عدم وجود قطعات مکانیکی می باشد. در حال حاضر دو شرکت عمده محصولات برودکست پاناسونیک و سونی می باشند که اولی بر روی P2 و دومی بر روی EX سرمایه گذاری می کنند. از مهمترین مسایلی که این دو شرکت با آنها مواجه هستند همان قیمت و حجم می باشد. سونی محصول SBP-16 را ارائه داده است که 16  گیگابایت حجم و سرعت آن 100 مگابایت بر ثانیه است و پاناسونیک یک کارت 8 گیگابایتی دارد با سرعت 80 مگابایت بر ثانیه.

·         شرکت سامسونگ نیز محصول جالبی در این زمینه ارائه کرده است. این محصول یک FlashSSD است و قرار است 256 گیگابایت حجم و 200 مگابایت سرعت خواندن و 160 مگابایت سرعت نوشتن داشته باشد. اندازه این محصول 1.5 اینچ می باشد و قطعاً با ورود آن به بازار که قرار است در اواخر سال جاری باشد صنعت کامپیوترهای لپ تاپ متحول می شود. استفاده از چیپ های MLC به جای SLC با عث ارزانتر شدن محصول می شود.

·         قطعاً یکی از عرصه های جذاب برای استفاده از SSD صنعت کامپیوترهای قابل حمل می باشد که بدین منظور شرکتهای سازنده تلاش می کنند در ارائه محصولات جدید از فلش استفاده کنند. نمونه عرضه شده آنها را در حال حاضر شرکتهای اپل و سونی دارند. شرکت اپل در محصول Macbook Air خود استفاده از SSD را بصورت Optional قرار داده است. شرکت سونی نیز در محصولات VAIO سری TZ استفاده از SSD را پیشنهاد می کند.

شرکت InnoDisk محصولات جالبی در زمینه استفاده از فلش دارد که می تواند در انواع کاربردها نظیر صنایع ارتباطی، شبکه اتوموبیل، دستگاهها فروش، سیستمهای امبدد و ... استفاده شود. این شرکت محصولات جالبی در زمینه DOM(Disk On Module) دارد که در ابعادی کوچک ماجولهای حافظه با انواع رابطهای پرکاربرد نظیر ATA و SATA ارائه میکند.

با تشکر از دوست و همکار گرامی آقای مهدی قلعه نویی

معرفی انواع و مشخصات DVD ها

معرفی DVD

 DVD (Digital Versatile Disc) (که از لحاظ شکل ظاهری بسیار به CD های 700 مگا بایتی شبیه است) را می توان متداولترین مدیای حال حاضر برای ذخیره داده ها، پشتیبان گیری و ضبط خانگی و نیمه حرفه ای صدا و تصویر دانست. تکنولوژیDVD ، با کاهش طول موج از 780nm در CDها به 625 تا 650nm ، ظرفیت ذخیره سازی را افزایش می دهد و می تواند اطلاعاتی بالغ بر 7/4 گیگابایت را بر روی یک دیسک ذخیره نماید که تقریبا" هفت برابر اطلاعاتی است که می توان بر روی یکCD-R  (دیسک های با قابلیت نوشتن یک مرتبه) و یا CD-RW (دیسک هائی با قابلیت نوشتن چندین مرتبه) ذخیره نمود. نرخ انتقال اطلاعات هم در درایوهای DVD بمراتب بیشتر از درایوهای CD-ROM است. یک DVD که دارای سرعتی بالغ بر 1X می باشد، بین هشت تا نه برابر سریعتر از یک CD معمولی می باشد.

درایوهای DVD Writer، امکان استفاده از دیسک هایی با قابلیت نوشتن یک مرتبه و دیسک هایی با قابلیت نوشتن چندین مرتبه را فراهم می نمایند. از دیسک هایی با قابلیت نوشتن یک مرتبه ، اغلب در رابطه با ایجاد دیسک های ویدیویی DVD استفاده می گردد (قابل استفاده در DVD Player های استاندارد). از دیسک هایی با قابلیت نوشتن چندین مرتبه بمنظور ذخیره سازی حجم بالایی از داده و Backup اطلاعات موجود بر روی هارد دیسک، استفاده می شود.

 DVD از مدل فشرده سازی MPEG-2 در ضبط ویدیو و صوت استفاده می نماید. بدین ترتیب ،تصاویر با کیفیت و شفافیت بیشتری (نسبت به Video CD که با فرمت MPEG-1 ضبط می نماید) ایجاد و امکان استفاده از پتانسیل های صوتی Dolby Digital و DTS ( Dolby Theater Systems) نیز فراهم می گردد. با استفاده از تکنولوژی MPEG-2 در هر فریم، 480 خط افقی عرضه می گردد که این مقدار در دیسک های لیزری 425 و در VHS بین 250 تا 270 می باشد.

انواع DVD و تفاوت ها

از قابلیت های درایوهای DVD، توانایی آنان در پشتیبانی از انواع متفاوتی از رسانه های ذخیره سازی نظیر CD-R، CD-ROM و CD-RW  است. در صورتیکه قصد تهیه یک درایو DVD را داشته باشید، باید با انواع رسانه ذخیره سازی پشتیبانی شده توسط DVD ، آشنا شوید. دیسک های DVD به دو گروه عمده + و -  تقسیم می گردند. درایوهای DVD  می توانند از یک و یا هر دو گروه فوق، استفاده نمایند. پس از مشخص نمودن نوع درایو DVD، می توان از دیسک های DVD سازگار با آن، استفاده نمود.

DVD-RAM روش دستیابی در این نوع دیسک ها بصورت تصادفی بوده و امکان خواندن و نوشتن مکرر اطلاعات بر روی آنان وجود خواهد داشت. رسانه ذخیره سازی فوق، دارای ویژگی های زیر می باشد :

- برخلاف رسانه ذخیره سازی Tape که داده ها بصورت ترتیبی خوانده می شوند، در دیسک های DVD-RAM داده ها نظیر هارد دیسک بصورت تصادفی خوانده می شوند. این نوع دیسک های  DVD، رسانه ای ایده آل بمنظور ذخیره سازی حجم بالائی از اطلاعات و Backup می باشند .

ویژگی های DVD-RAM :

- این مدیا در دو مدل دارای کارتریج و بدون کارتریج به بازار عرضه گردیده است.

- از لحاظ ظرفیت از نسل دوم به بعد هر لایه از دیسک قابلیت ذخیره سازی 4.7 GB را دارد.

-  قابلیت ضبط ویدیو و تصویر ثابت را دارد (Still pictures)

- می توان بیش از یکصد هزار مرتبه اطلاعات را بر روی آن بازنویسی نمود.

- حداکثر سرعت ضبط 5X و عمر مفید آن یکصد سال برآورد می شود.

- ضبط برنامه هاِیی که امکان تنها یک بار ضبط شدن را دارند(CPRM: Content Protection for Recordable Media).

- قابلیت ضبط دو باند صدای متفاوت

- ضبط تصاویری که به صورت 16:9 می باشند.

- قابلیت اضافه کردن متن و زیرنویس روی دیسک

- قابلیت پاک کردن یک برنامه خاص از روی دیسک و ساختن فهرست و منو

- بمنظور خواندن و نوشتن اطلاعات بر روی این نوع  DVD، می بایست از درایوهای DVD-R/RAM استفاده گردد .

DVD-R یا DVD+R

روی این نوع DVDها می توان صرفا" یک مرتبه اطلاعات را ذخیره نمود. از رسانه ذخیره سازی فوق، بیشتر به منظور ذخیره داده های گرافیکی با ظرفیت بالا، موزیک، نماهنگ، فیلم و داده های رایانه ای استفاده می گردد.

خصوصیات DVD-R : به منظور نوشتن اطلاعات بر روی این نوع DVD می بایست از درایوهائی با نوع R- و برای خواندن اطلاعات می توان از درایوهای  R+ و R- استفاده گردد .

-          حداکثر 8 ساعت ضبط

-          ماکزیمم سرعت 8X برای ضبط

-          عدم امکان ضبط برنامه های(CPRM: Content Protection for Recordable Media).

-          قابلیت اضافه کردن متن و زیرنویس را دارد.

-          امکان ایجاد پلی لیست بر روی آن وجود ندارد.

خصوصیات DVD+R : بر روی این نوع DVD می توان یک ویدئو به مدت چهار ساعت در حالت SP و یا هشت ساعت در حالت EP را ذخیره نمود. بمنظور نوشتن بر روی رسانه ذخیره سازی فوق، می بایست از درایوهائی با نوع R+ و برای خواندن اطلاعات می توان از درایوهای R+ و R- استفاده گردد .

تفاوت بین  DVD+R و DVD-R

DVD-R زودتر از DVD+R به بازار ارائه شد، به همین منظور شرکت های متفاوتی برای تولید درایوهای DVD-R و DVD+R جهت ضبط و پخش DVD به بازار، به وجود آمد. درایوهای تولیدی تنها قابلیت ضبط حالت  DVD+Rیا DVD-R را دارد حال آنکه نوع DVD ها تفاوت خاصی با هم ندارند. DVD+R دارای همان ظرفیت ضبط و همان قابلیت های مدل DVD-R می باشد، با این تفاوت که دارای سرعت ضبط بالاتر و امکان drag and drop را بر روی صفحات به منظور ضبط بهتر فراهم می کند.

DVD-RW یا DVD+RW

بر روی این نوع DVD، امکان نوشتن اطلاعات تا 1000 بار وجود دارد. از رسانه ذخیره سازی فوق، بیشتر به منظور ذخیره داده های گرافیکی با ظرفیت بالا، موزیک، نماهنگ، فیلم و داده های رایانه ای استفاده می گردد.

خصوصیات DVD-RW : به منظور نوشتن اطلاعات بر روی این نوع DVD می بایست از درایوهائی با نوع R- و برای خواندن اطلاعات می توان از درایوهای  R+ و R- استفاده گردد .

خصوصیات DVD+RW : بر روی این نوع DVD می توان یک ویدئو به مدت چهار ساعت در حالت SP و یا هشت ساعت در حالت EP را ذخیره نمود. بمنظور نوشتن بر روی رسانه فوق، می بایست از درایوهائی با نوع R+ و برای خواندن اطلاعات می توان از درایوهای R+ و R- استفاده گردد .

خصوصیات، امکانات و قابلیت های DVD های سری RW شبیه به DVD های R می باشد به جز در دو مورد :

1-      امکان ضبط به دفعات متوالی برای آرشیو و  BackUp

2-      حداکثر سرعت ضبط  4X

DVD-ROM: این نوع DVD صرفا" بمنظور خواندن استفاده می گردد. فیلم ها و DVD های صوتی که خریداری و یا اجاره می شوند، بر روی این نوع رسانه ذخیره می گردند.

لازم است به این نکنه نیز اشاره گردد که روش دستیابی به اطلاعات ذخیره شده بر روی یک رسانه ذخیره سازی از نوع DVD-RAM بصورت تصادفی بوده و مکانیزم دستیابی به اطلاعات ذخیره شده بر روی رسانه های ذخیره سازی DVD+R، DVD-R، DVD+RW، DVD-RW و DVD-ROM بصورت ترتیبی است.

جایگاه  DVD

شاید این سوال مطرح شود که فرمت ذخیره سازی اطلاعات بر روی دیسک های DVD به چه صورت است و آیا در این رابطه استانداردی وجود دارد؟

در پاسخ می توان گفت که در حال حاضر از انواع DVD+R،DVD-R ، DVD+RW و DVD-RW استفاده می گردد . تکنولوژی های فوق با یکدیگر سازگار نبوده و رقابتی نزدیک را بمنظور استاندارد شدن جهانی، دنبال می نمایند. با استفاده از هر یک از فرمت های فوق، امکان نوشتن داده و ایجاد ویدئوهای DVD وجود خواهد داشت (امکان استفاده از آنان توسط تعداد زیادی (نه تمام آنان) از درایوهای DVD-ROM وDVD Players وجود خواهد داشت). لازم است به این نکته نیز اشاره گردد که  DVD-RAMفرمتی است که در راستای فرمتهای مذکور می باشد ولی اکثر دستگاههای Player و درایوهای DVD از آن حمایت نمی نمایند. در زمان انتخاب یک درایو نوع فرمت اطلاعات حمایت شده توسط آنان حائز اهمیت بوده و می بایست در این خصوص با دقت تصمیم گیری شود. تولید کنندگان درایوهای DVD  هر یک محصولاتی را تولید نموده اند که از فرمت های فوق حمایـت می نمایند. در حال حاضر، بالاترین سرعت نوشتن اطلاعات بر روی دیسک هائی با قابلیت نوشتن یک مرتبه، 16X می باشد.

نکاتی دررابطه با تهیه  DVD

۱-   بررسی سرعت نوشتن بر روی آن

۲-  سازگار بودن نوع آن

۳- لحاظ نمودن مدت زمان فرمت آن

با تشکر مخصوص از دوست و همکار گرامی آقای محمد هادی باکوئی