ذخیره‌سازی مبتنی بر شی

ذخیره‌سازی مبتنی بر شی
 ۱۴۰۰/۶/۲۹ | ۱۱:۲۳
خلاصه این مطلب: ماهیت داده‌ها و اطلاعات دنیای دیجیتال همواره در حال تغییر است. سیستم‌های ذخیره‌سازی مختلفی برای مواجهه با این تغییرات ایجاد شده‌اند. داده‌ها ممکن است ساختار منظمی داشته باشند و به صورت منظم روی پایگاه‌داده‌ی یک سرور ذخیره شوند. اما امروزه داده‌ها با حجم بسیار بالا و به صورت بدون ساختار وجود دارند. به منظور مدیریت و ذخیره‌ی انواع مختلف داده و اطلاعات، سیستم‌های ذخیره‌سازی مختلفی ایجاد شده‌اند. یکی از این روش‌ها، ذخیره‌سازی ابری است. درواقع یک فضای ذخیره‌سازی است که برای ذخیره‌ی داده روی سرور مورد استفاده قرار می گیرد و از طریق ابر یا اینترنت قابل دستیابی است.

ذخیره‌سازی ابری

ذخیره‏‌سازی ابری فضای ذخیره‌‏سازی است که برای ذخیره‌‏ی داده روی سرور مورد استفاده قرار می‏‌گیرد و از طریق ابر یا اینترنت قابل دست‏یابی است. در واقع ذخیره‏‌سازی ابری جایگزین مقیاس‏‌پذیر و مقرون به صرفه‌‏ای برای ذخیره‌‏ی اطلاعات روی سخت‌‏افزار یا شبکه‏‌های ذخیره‏‌ی اطلاعات‏  است. سخت‌‏افزار کامپیوترها توانایی ذخیره‌‏‎ی حجم محدودی از اطلاعات را دارد. زمانی که این فضای ذخیره‌‏سازی اشباع می‌‏شود کاربر باید اطلاعات را به ابزار ذخیره‏‌سازی خارجی منتقل کند. شبکه‌‏های ذخیره‏‌سازی هم به همین منظور ایجاد شدند. اما نگهداری از این شبکه‌‏ها هزینه‏‌ی زیادی دارد. هم‌‏چنین با افزایش حجم اطلاعات باید سرورها و زیرساخت بیشتری برای رفع نیاز کاربران تهیه شود. 
ذخیره‏‌سازی ابری روی سرورهای کامپیوتری قدرتمند موجود در مراکز داده  انجام می‏‌شود. داده به صورت فیزیکی روی سرورها ذخیره می‏شود و به صورت برخط  در دسترس قرار می‏گیرد. کاربران می‏توانند از راه دور محتوای مورد نظر خود را بارگزاری و ذخیره کرده و در مواقع نیاز آن را بازیابی کنند. با وجود تکنولوژی رایانش ابری می‏توان بدون خرید سرور، دیسک سخت یا حافظه‏‌های موقت داده را حفظ کرده و یا آن را بین سیستم‏‌های مختلف منتقل کرد.
ذخیره‏‌سازی ابری مقیاس‏‌پذیر است. یعنی می‌‏توان میزان فضای مورد نظر را با افزایش حجم داده گسترش داد یا در صورت نیاز آن را کم کرد. ذخیره‏‌ی اطلاعات روی فضای ابری موجب صرفه‏‌جویی در هزینه‌‏ها می‏‌شود. چون به جای هزینه‏‌های گزاف برای خرید سرورها یا شبکه‌‏های ذخیره‌‏سازی، به نسبت استفاده از این سیستم و براساس حجم اطلاعات هزینه پرداخت می‏‌شود.
پس از بارگزاری داده روی فضای ابری، مسئولیت حفظ و نگهداری داده بر عهده‌‏ی ارائه‏‌دهنده‌‏ی سرویس ذخیره‏‌سازی است. درواقع ارائه‌‏دهنده‏‌ی سرویس مسئول میزبانی، امنیت، مدیریت و نگهداری سرورها و زیرساخت‌‏های مرتبط است. هم‌‏چنین این اطمینان را ایجاد می‏‌کند که کاربر می‏‌تواند در هر زمانی که بخواهد به داده‏ ی مورد نظر خود دسترسی داشته باشد.
امروزه افراد زیادی از سرویس‏ه‌ای رایانش ابری مثل Google drive، Dropbox و Box استفاده می‌‏کنند که رایگان هستند و فضایی را برای ذخیره‌‏ی انواع اطلاعات در اختیار کاربران قرار می‏‌دهند.

سیستم ذخیره‌‏سازی ابری چگونه کار می‌‏کند؟

کار سیستم ذخیره‌‏سازی ابری ساده و راحت است. در این سیستم، اطلاعات در مراکز داده ذخیره می‏‌شوند. این مراکز داده می‌‏توانند در هر نقطه‏‌ای از جهان قرار داشته باشند و توسط شرکت‏‌هایی نگهداری می‌‏شوند. داده روی سرورهای میزبان قرار دارد و به همین دلیل از طریق واسط وب به راحتی قابل دست‏یابی است.
ذخیره‌‏سازی ابری حداقل به یک سرور داده نیاز دارد که کاربر از طریق اینترنت به آن متصل شود. کاربر اطلاعات را به صورت دستی یا خودکار به سرور ارسال می‏‌کند. سپس این اطلاعات روی سرورهای مختلفی قرار می‌‏گیرند. داده‏‌ی ذخیره‏ شده از این پس از طریق اینترنت قابل بازیابی است.
سیستم ذخیره‌‏سازی ابری از زنجیره‏‌ی سرورها استفاده می‏‌کند. سرورهای کنترلی و دیگر سرورهای ذخیره‌‏سازی زنجیره‏ ی سرورها را تشکیل می‌‏دهند. سرورها با یکدیگر ارتباط دارند و براساس نیازمندی کاربر مورد استفاده قرار می‌‏گیرند. سیستم ذخیره‏ سازی ابری از تعداد زیادی سرور استفاده می‏‌کند تا قابلیت اطمینان را بالا ببرد. یعنی اگر یکی از سرورها دچار مشکل شود، کاربر اطمینان دارد که چندین رونوشت از داده‏‌ی مورد نظر موجود است. 
استفاده از سیستم ذخیره‌‏سازی ابری تا حد زیادی موجب کاهش هزینه‌‏ها می‏‌شود. هرچه نیازها و داده‌‏های یک کسب و کار بالاتر برود، سرورهای قوی‌‏تر و بیشتری برای ذخیره‏‌ی اطلاعات لازم خواهد بود. اما در سیستم ذخیره‌‏سازی ابری تنها برای میزان فضایی که داده‌‏ها اشغال کرده‏‌اند، هزینه پرداخت می‏‌شود.


انواع ذخیره‌‏سازی ابری

ماهیت داده‌‏ها و اطلاعات دنیای دیجیتال همواره در حال تغییر است. سیستم‏‌های ذخیره‌‏سازی مختلفی برای مواجهه با این تغییرات ایجاد شده‏‌اند. داده‌‏ها ممکن است ساختار منظمی داشته باشند و به صورت منظم روی پایگاه‏‌داده‏‌ی یک سرور ذخیره شوند. اما امروزه داده‌‏ها با حجم بسیار بالا و به صورت بدون ساختار  وجود دارند. به منظور مدیریت و ذخیره‏‌ی انواع مختلف داده و اطلاعات، سیستم‏‌های ذخیره‏‌سازی مختلفی ایجاد شده‌‏اند.
سه سیستم ذخیره‌‏سازی ابری عبارت است از: ذخیره‌‏سازی مبتنی بر فایل ، ذخیره‌‏سازی مبتنی بر بلوک ، ذخیره‏‌سازی مبتنی بر شیء .

 

ذخیره‌‏سازی مبتنی بر شیء

 

ذخیره‏‌سازی مبتنی بر شیء یک روش برای ذخیره کردن داده است. در این سیستم داده‏‌ها به واحدهای مجزا تبدیل می‏‌شوند. هر یک از این واحدها شیء نام دارند. هر شیء به همراه اطلاعات مرتبط با آن و یک شناسه‏‌ی منحصربه‌‏فرد در فضای ذخیره‏‌سازی قرار می‏‌گیرد.
امروزه اطلاعات دیجیتال با سرعت زیادی در حال گسترش و افزایش است. افزونگی اطلاعات دو چالش مهم را برای سازمان‏‌های درگیر با فناوری اطلاعات ایجاد می‏‌کند. چالش اول بدون ساختار بودن  اکثر داده‌‏هاست. داده‏‌ی بدون ساختار اطلاعاتی است که بر اساس مدل داده‌‏ای خاصی ایجاد نشده و در نتیجه نمی‏‌توان آن را در پایگاه‏‌داده‏‌های رابطه‏‌ای ذخیره کرد. دومین چالش، رشد بسیار سریع داده‏ در زمان حال و سال‏‌های پیش رو است. روش‌‏های ذخیره‏‌سازی ساده و سنتی توانایی مدیریت این حجم از داده‏‌های بدون ساختار را نخواهند داشت.
در ذخیره‏‌سازی مبتنی بر شی‏ء اَبَرداده  به واحد داده یا همان شیء متصل می‏‌شود. اَبَرداده اطلاعات اضافه‌‏ای درباره‌‏ی شیء است که به درک بهتر محتوا و پیشینه‏‌ی داده کمک می‏‌کنند. داشتن ابرداده کلید اصلی ذخیره‌‏سازی مبتنی بر شیء است. چون ابرداده امکان بررسی و تحلیل عملیات داده و استفاده از آن را ممکن می‌‏کند.
ویژگی مهم دیگر ذخیره‌‏سازی مبتنی بر شیء انتساب شناسه‏‌ی منحصر به فرد به هر یک از اشیا است. این شناسه یک عدد است که به صورت تصادفی تولید می‏‌شود. داشتن شناسه این امکان را فراهم می‏‌کند که اشیا در یک فضای آدرس بسیار وسیع ذخیره شوند. این فضا می‌‏تواند شامل میلیون‏‌ها شیء داده باشد بدون اینکه با پیچیدگی‌‏های دیگر سیستم‌‏های ذخیره‏‌سازی درگیر شود. هر شناسه‏ یک اشاره کننده به شیء است. پس در این روش سلسله مراتب یا درخت وجود ندارد. هم‏‌چنین برای تعیین محل ذخیره‌‏ی شیء یا بازیابی آن نیازی به داشتن مسیر ذخیره نیست. جابجایی اشیا از یک سیستم یا گره‌‏ی ذخیره‌‏سازی به سیستم یا گره‌‏ی دیگر می‌‏تواند باعث توقف برنامه یا دسترسی کاربر به داده شود. اما با داشتن شناسه چنین مشکلی وجود نخواهد داشت.
ذخیره‏‌سازی مبتنی بر شیء راه حل مطمئنی برای مدیریت پیچیدگی‌‏های داده‌‏های بدون ساختار است. در این سیستم اشیا در یک فضا یا انبار ذخیره می‏‌شوند و در فایل‏‌های تو در تو قرار نمی‏‌گیرند. ذخیره‏‌سازی مبتنی بر شیء داده‌‏های تشکیل دهنده‌‏ی یک فایل را ترکیب کرده، ابرداده‏‌ی مرتبط با آن را اضافه کرده و یک شناسه هم به آن اختصاص می‏‌دهد. هر شیء در یک فضای آدرس مسطح  قرار می‏‌گیرد که به آن استخر ذخیره  می‌‏گویند. این روش ذخیره‌‏سازی، نگهداری طولانی مدت و دست‏یابی به داده را تضمین می‌‏کند.
آبجکت استوریج

 

مزایای ذخیره‌‏سازی مبتنی بر شیء

•    مقیاس پذیری
ذخیره‏‌سازی مبتنی بر شیء مزایای بسیاری دارد. مهم‏‌ترین مزیت این سیستم امکان ذخیره‌‏ی حجم بسیار بالایی از داده‌‏ی بدون ساختار است و در عین حال دسترسی راحت و سریع به داده را نیز فراهم می‏‌کند. به همین دلیل بسیاری از ارائه‏ دهندگان سرویس‏‌‌های ذخیره‏‌سازی ابری از این روش استفاده می‏‌کنند. داشتن ساختار مسطح دلیل اصلی توانایی در ذخیره‌‏ی حجم بالایی از داده است. در این روش از شناسه‌‏ی منحصر به فرد استفاده می‌‏شود، اما در دیگر روش‎‏‌های ذخیره‏‌سازی ویژگی سلسله مراتبی وجود دارد. به همین دلیل ذخیره‏‌سازی مبتنی بر شیء می‏‌تواند مقیاس پذیری نامحدودی داشته باشد. به زبان ساده وقتی ساختار کنار گذاشته شود، فضای بیشتری برای داده ایجاد خواهد شد.
•    قابلیت اطمینان
در این سیستم چندین رونوشت از داده روی گره‌‏های ذخیره‌‏سازی مختلف قرار می‏‌گیرد. اگر یکی از گره‌‏ها دچار مشکل شود، داده‏‌ی مورد نظر هنوز هم قابل دسترسی است و کاربر متوجه این موضوع نخواهد شد. این ویژگی اثباتی بر قابل اطمینان بودن این سیستم است.
•    کاهش پیچیدگی
سیستم‏‌های ذخیره‌‏سازی مبتنی بر فایل به خاطر داشتن پوشه‌‏ها و مسیرها پیچیده هستند. اما سیستم ذخیره‏‌سازی مبتنی بر شیء این پیچیدگی را ندارد و ساده‏‌تر است. نداشتن سلسله مراتب پیچیده، پوشه‌‏ها و مسیرها موجب شده که این سیستم نسبت به دیگر سیستم‌‏های ذخیره‌‏سازی، تاخیر کمتر و کارایی بالاتری داشته باشد. این مزیت مدیریت حجم بسیار بالایی از داده را ساده کرده است.
•    سفارشی سازی ابرداده
هر شیء ابرداده یا اطلاعات توصیفی مرتبط با خود را به همراه دارد. ماهیت نامحدود ابرداده این امکان را فراهم می‏‌کند که هر شرکت سیاست‏‌های خود را برای عملیات مهمی مثل حفظ، بازیابی، حذف یا ارزیابی محتوا داشته باشد. هم‏‌چنین با داشتن این ویژگی پشتیبان‏‌گیری از داده ساده‏‌تر شده است. با سفارشی کردن ابرداده می‏‌توان محتوای مورد نظر را به آن اضافه کرد و در آینده آن‌‏ها را استخراج کرده و برای مقاصد تجاری و خدمت به مشتریان مورد تحلیل قرار داد.
•    کاهش هزینه
هزینه‌‏ی استفاده از سیستم ذخیره‏‌سازی مبتنی بر شیء بر اساس مواردی مثل میزان فضا‏ی مورد استفاده، بازیابی داده، استفاده از پهنای باند و ... مشخص می‏‌شود. در واقع هزینه‏‌ی پرداختی بر اساس میزان استفاده از سیستم است. این سیستم هزینه‌‏هایی را که برای خرید سخت‏افزارهای گران قیمت و نگهداری از آن‏ها لازم است، حذف می‌‏کند و به این صورت موجب کاهش هزینه‌‏ها برای کاربران می‏‌شود.

موارد استفاده از ذخیره‌‏سازی مبتنی بر شیء

مهم‌‏ترین موارد استفاده از این سیستم ذخیره‌‏سازی عبارت است از:
-    ذخیره‌‏ی داده‏‌های بدون ساختار مثل فایل‏‌های چندرسانه‌‏ای
-    ذخیره‌‏ی مجموعه داده‌‏های بسیار بزرگ
-    ذخیره‏‌ی حجم زیادی از فایل‏‌های رسانه مثل آرشیو ویدیوها
در همه‏‌ی موارد استفاده از این سیستم حجم زیادی از داده وجود دارد که باید به طور مدوام توسط شرکت‏‌ها یا افراد مورد دسترسی قرار گیرد. به عنوان مثال اگر شرکتی کارهای تولیدی زیادی در هر بستری انجام می‌‏دهد، فضای زیادی برای پروژه‌‏های تکمیل شده لازم دارد. اما این پروژه‌‏ها باید در جایی ذخیره شوند چون ممکن است در آینده مشتریان به آن‏ها احتیاج داشته باشند. ذخیره‏‌سازی مبتنی بر شیء انتخاب خوبی برای ذخیره‏‌ی چنین آرشیوهایی است، چون به ساختار احتیاج ندارد. مقیاس‏‌پذیری و انعطاف‏ پذیری این سیستم آن را به گزینه‏‌ی انتخابی کسب و کارها برای استفاده از فضای ابری تبدیل کرده است.


مقایسه‌‏ی سیستم‏‌های ذخیره‏‌سازی ابری

پس از آشنایی با انواع سیستم ذخیره‏‌سازی، این سوال به ذهن می‏رسد که کدام یک از این سیستم‌‏ها بهتر هستند؟ جواب این سوال به نوع نیاز و استفاده از یک سیستم بستگی دارد. اگر با داده‌‏هایی سروکار دارید که افراد زیادی باید به آن‌‏ها دسترسی داشته و این داده‌‏ها مرتباً تغییر می‏‌کنند، استفاده از سیستم مبتنی بر فایل یا بلوک انتخاب بهتری است. اگر داده‌‏های سازمان‏‌یافته‌‏ای دارید که می‏‌خواهید با سرعت بالایی به آنها دسترسی پیدا کنید، سیستم ذخیره‌‏سازی بلوکی بهترین گزینه است. مهم‌‏ترین مزیت سیستم مبتنی بر فایل ایجاد تغییر سریع در فایل‌‏ها است، بدون اینکه از واسط کاربری خاصی استفاده شود. اما اگر به واحدهای ذخیره‌‏سازی مقیاس‏‌پذیر برای داده‏‌های بدون ساختار نیاز دارید، ذخیره‏‌سازی مبتنی بر شیء را انتخاب کنید.

سیستم ذخیره‏‌سازی مبتنی بر شیء چگونه کار می‏‌کند؟

برای دسترسی به اشیا یا داده‌‏ای که در این سیستم ذخیره شده از API  استفاده می‌‏شود. این رابط‏‌ها ابرداده‏‌ی یک شیء را پرس‌‏وجو  می‏‌کنند تا داده‏‌ی مورد نظر را از طریق اینترنت از هر نقطه‌‏ای از جهان و روی هر دستگاهی بازیابی کند. این رابط‏‌ها دستوراتی برای بارگزاری، بازیابی و یا حذف یک شیء دارند.
رابط‌‏های ذکر شده امکان ذخیره‏‌ی هر تعدادی از فایل‌‏ها را روی فضای ذخیره‏‌سازی فراهم می‏‌کنند. و هم‏‌چنین استفاده از این رابط‏‌ها به برنامه‏‌های کاربردی این امکان را می‏‌دهد که بتوانند ذخیره‏‌سازی مبتنی بر شیء، حساب‌‏های کاربری، امنیت، هزینه و ... را مدیریت کنند.
به عنوان مثال، فرض کنید می‏‌خواهیم همه‏‌ی کتاب‏‌های موجود در یک سیستم کتابخانه‏‌ی بزرگ را روی یک سکو  ذخیره کنیم. باید محتوای کتاب‏ها (داده) را ذخیره کرد. اما اطلاعات مرتبط مثل نویسنده، تاریخ انتشار، ناشر، موضوع، حق نشر و دیگر جزئیات (ابرداده) هم باید ذخیره شوند. باید همه‏‌ی این اطلاعات را در پایگاه‏‌داده‌‏ی رابطه‌‏ای و تحت سلسله مراتب ذخیره کنیم.
اما در این روش ذخیره‌‏سازی جستجو و بازیابی اطلاعات از میان میلیون‏‌ها جلد کتاب، فرایند بسیار زمان‏بر و سختی است. در این مورد یک سیستم ذخیره‏‌سازی مبتنی بر شیء عملکرد بهتری دارد. در این مثال، محتوای کتاب تغییر نخواهد کرد. اشیا (داده، ابرداده و شناسه) به شکل بسته در یک ساختار مسطح ذخیره شده و با فراخوانی یک API به راحتی بازیابی می‌‏شوند. با افزایش تعداد کتاب‏‌ها ابزارهای ذخیره‌‏سازی به استخرهای ذخیره‏‌سازی بزرگ‏تر می‏‌پیوندند و استخرهای ذخیره‌‏سازی تا مقیاس نامحدودی توزیع خواهند شد.

واژگان و اصطلاحات مربوط به ذخیره‏‌سازی مبتنی بر شیء

•    باکت
محل قرارگیری اشیا است. هر باکت خصوصیات مختلفی مثل کلاس یا محل ذخیره‌‏سازی دارد. می‏توان براساس نوع نیاز و داده‌‏ی مورد نظر از کلاس‏‌های مختلف باکت ایجاد کرد. امکان ایجاد چندین باکت وجود دارد. اسم یک باکت باید منحصر بفرد باشد و پس از ایجاد باکت قابل تغییر نیست. هر باکت می‌‏تواند تعداد نامحدودی شیء را در خود جای دهد. در سیستم ذخیره‏‌سازی مبتنی بر شیء سلسله مراتب وجود ندارد و همه‏‌ی اشیا به طور مستقیم به باکت مربوط به خود مرتبط می‏‌شوند.

•    شیء
واحد اصلی عملیات داده در سیستم ذخیره‏‌سازی مبتنی بر شیء است. اشیا با عنوان فایل هم شناخته می‏‌شوند. همه‌‏ی عناصر به صورت شیء در باکت‌‏ها  ذخیره می‌‏شوند. هر شیء از ابرداده، اطلاعات کاربر و یک کلید تشکیل می‏‌شود. برای شناسایی شیء در باکت‏‌ها داشتن کلید یا شناسه ضروری است. ابرداده مجموعه‏‌ای از اطلاعات مهم است که ویژگی‏‌های یک شیء مثل زمان آخرین تغییر یا اندازه‌‏ی شیء را مشخص می‌‏کنند. هم‏‌چنین کاربر می‌‏تواند ابرداده‏‌ی دلخواه خود را به شیء اضافه کند.
زمان حیات یک شیء از لحظه‏‌ی بارگزاری آن شیء شروع شده و تا زمانی که شیء حذف شود ادامه خواهد داشت. در این زمان می‏‌توان با بارگزاری پیوست، به محتوای شیء افزود. برای تغییر شیء باید یک شیء جدید با همان نام بارگزاری کرده و جایگزین شیء قبلی نمود.
•    موقعیت 
موقعیت فیزیکی مرکز داده‌‏ی یک سیستم ذخیره‏‌سازی مبتنی بر شیء است. موقعیت هر باکت در هنگام ایجاد آن و براساس هزینه و منبع درخواستی انتخاب می‌‏شود. پس از تعیین موقعیت هر باکت امکان تغییر آن وجود ندارد. همه‏‌ی اشیای موجود در باکت در همان مرکز داده ذخیره خواهند شد. موقعیت خصوصیتی است که برای باکت تعریف شده و برای شیء تعریف نمی‏‌شود. معمولاً دسترسی کاربران به مرکز داده‌‏ای که در موقعیت نزدیک‏‌تری به آن‏‌ها قرار دارد، سریع‌‏تر است.
•    نقطه‏‌ی انتهایی 
نام دامنه‌‏ای است که برای دست‏یابی به سیستم ذخیره‌‏ی مبتنی بر شیء استفاده می‏‌شود. با استفاده از نقاط انتهایی متفاوت می‏توان به موقعیت‏‌های مختلف ذخیره‏‌سازی دست پیدا کرد.
•    کلید دسترسی
گواهی دسترسی  که برای احراز هویت درخواست‏‌دهنده مورد استفاده قرار می‌‏گیرد. این کلید شامل شناسه و رمز است. از شناسه برای تشخیص کاربر استفاده می‏‌شود. رمز برای رمزنگاری و ارزیابی هویت کاربر تعریف می‌‏شود.

نتیجه‏‌گیری

سیستم ذخیره‌‏سازی مبتنی بر شیء بیشترین مقیاس‌‏پذیری، کارایی و قابلیت اطمینان را برای مجموعه داده‌‏های ایستا و بسیار بزرگ فراهم می‏‌کند. این ویژگی‏ های برجسته با ایجاد رونوشت از داده و قرار دادن آن در سرورهای مختلف در نقاط جغرافیایی متفاوت، ایجاد شده است. برای انتخاب این سرویس‌‏ها ابتدا باید نیازمندی‌‏ها مشخص شود و سپس انواع سیستم‌‏های ذخیره‏‌سازی براساس نوع استفاده و نیاز مقایسه شده و بهترین گزینه انتخاب شود.
 

 

  نظرات کاربران (0 نظر)
شما هم می توانید در مورد این مطلب نظر دهید نظر خود را بنویسید